单组分推进剂英文解释翻译、单组分推进剂的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【化】 monopropellant
分词翻译:
单组分的英语翻译:
【化】 monocomponent
推进剂的英语翻译:
【机】 propellant
专业解析
单组分推进剂 (Monopropellant)
定义与核心概念
单组分推进剂指仅由单一化学物质或预混合化合物构成的推进剂,其自身同时包含燃料和氧化剂成分,无需外部氧化剂即可通过催化分解或热分解产生高温气体,进而产生推力。与之相对的双组分推进剂(如液氧/煤油)需燃料与氧化剂分储并在燃烧室混合。单组分推进剂的典型代表包括肼(N₂H₄)、过氧化氢(H₂O₂)和高浓度硝基甲烷(CH₃NO₂)等。
工作原理与特性
- 自持分解反应:单组分推进剂在催化剂(如肼分解常用铱)或加热条件下发生放热反应,生成高温气体。以肼为例,其分解反应为:
$$3N_2H_4 rightarrow 4NH_3 + N_2 + 3H_2$$
反应释放热量并产生氮气、氢气和氨气,气体膨胀通过喷管产生推力。
- 简化系统设计:因无需燃料/氧化剂分离储存与混合装置,推进系统结构显著简化,可靠性高,适用于卫星姿态控制、小型航天器等场景。
- 稳定性与安全性:需在常温下保持化学惰性(如肼需催化剂触发反应),但部分单组分推进剂(如硝基甲烷)对冲击敏感,存在安全风险。
典型应用与代表物质
- 肼(Hydrazine):航天领域最广泛使用的单组分推进剂,比冲约230s,用于卫星轨道维持和姿态调整。其高毒性促使研究绿色替代品(如ADN基推进剂)。
- 过氧化氢(High-Test Peroxide, HTP):浓度≥90%的H₂O₂可催化分解为水蒸气和氧气,比冲约160s,无毒但易分解需特殊储存。
- 硝酸羟胺(HAN-Based Solutions):新兴绿色推进剂,如AF-M315E,毒性低且性能接近肼。
权威参考来源
- NASA《推进系统基础》(Fundamentals of Rocket Propulsion)定义单组分推进剂为“通过放热分解反应自供能的单一液体化学物质” 。
- 《中国航天百科全书》指出肼类推进剂“简化了发动机结构,提高系统可靠性” 。
- 国际宇航科学院(IAA)报告《绿色推进技术》详述HAN基推进剂的环保优势及分解机理 。
来源说明
- NASA. Fundamentals of Rocket Propulsion, 2018.
- 《中国航天百科全书》(第二版),中国宇航出版社,2021.
- International Academy of Astronautics. Green Propulsion Technologies, 2022.
网络扩展解释
单组分推进剂(又称单组元推进剂)是指仅由单一化学物质组成的推进剂,能够通过自身分解或燃烧产生能量和气体,从而提供推力。以下是详细解释:
1.定义与原理
单组分推进剂在贮存时性质稳定,但在特定条件(如催化剂、高温)下会快速分解或燃烧,释放大量热能和气体。其特点是不需要额外氧化剂,仅依靠自身化学反应即可工作。
2.分类与成分
- 液体类型:常见的有肼(N₂H₄)、过氧化氢(H₂O₂)、硝酸酯等。例如,无水肼在催化剂作用下分解为氮气、氢气和氨气,产生高温高压气体。
- 固体类型:较少见,通常指单一化合物(如硝基甲烷),但实际应用中更多采用复合固体推进剂。
3.应用场景
主要用于航天器的姿态控制、轨道调整等需要精准操控的场景。例如:
- 卫星和空间站使用肼推进系统进行位置微调;
- 早期火箭采用过氧化氢作为辅助动力源。
4.优缺点
- 优点:系统结构简单,可靠性高,便于控制脉冲工作模式。
- 缺点:能量密度较低(比冲约1500-2350 N·s/kg),部分成分有毒(如肼),需安全防护。
5.发展趋势
为减少毒性和污染,欧洲航空局等机构提出“绿色单组元推进剂”概念,推动低毒、高效的新型推进剂研发。
如需更全面的技术参数或历史案例,可参考科普中国网及知网的详细内容。
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