
【機】 bipropellant
duality
【機】 builder
【化】 rocket fuel; rocket propellant
二元組份火箭推進劑(Bipropellant Rocket Propellant)指由兩種獨立儲存的化學組分構成、通過混合反應産生推力的航天動力系統燃料體系。該術語在漢英詞典中對應"bipropellant"或"two-component rocket propellant",其核心特征在于燃料(fuel)與氧化劑(oxidizer)的物理分離存儲設計。
從推進系統構成分析:
推進系統工作原理遵循質量守恒方程: $$ dot{m} = rho_f v_f A_f + rho_o v_o A_o $$ 其中$dot{m}$為總質量流量,$rho$表示組分密度,$v$為流速,$A$對應噴注面積。
相較于單元組推進劑,二元體系具有更高比沖(specific impulse),典型值可達300-450秒。美國空軍研究實驗室數據顯示,液氧/煤油組合比沖約330秒,而液氧/液氫體系可達450秒。現代應用中,SpaceX的猛禽發動機采用液态甲烷/液氧組合,實現重複點火與推力調節功能。
二元組份火箭推進劑是指由燃料和氧化劑兩種獨立組分構成的推進系統,常見于液體火箭發動機。以下是詳細解釋:
二元組份推進劑将燃料與氧化劑分開儲存,使用時通過管道輸送至燃燒室混合燃燒。這種設計避免了自燃風險,提升了可控性,例如四氧化二氮(氧化劑)與偏二甲肼(燃料)的組合。
燃料與氧化劑混合後發生氧化還原反應,釋放大量熱能。例如液氫與液氧反應生成水蒸氣: $$ 2H_2 + O_2 rightarrow 2H_2O + text{能量} $$ 偏二甲肼與四氧化二氮反應則生成氮氣、二氧化碳和水。
“二元”強調組分的物理分離,而非化學成分數量。部分固體推進劑雖含燃料、氧化劑和粘合劑,但因混合成單一形态,通常不視為二元組份。
如需更完整的推進劑類型或反應方程式,可參考、9、10的化學實例及原理分析。
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