世界首枚液氧甲烷火箭入轨，中国再下一城！网友：煤气罐也能飞？

 人参与 | 时间：2024-11-14 23:45:11
#所见所得，世界首枚都很科学#7月12日，液氧友煤也我国朱雀二号遥二运载火箭发射成功 ，甲烷这意味着世界上首枚液氧甲烷火箭成功入轨，火箭这个令人振奋的入轨消息让人们对太空探索的未来充满了希望。作为这次历史性突破的中国再下推动者 ，我国再次展示了在航天科技领域的城网强大实力，世界再次被我国的气罐科技进步所震撼 。就在人们纷纷对这一壮举赞叹不已时，世界首枚一些网友却以其独特的液氧友煤也幽默感将目光投向了这次火箭使用的燃料来源——“液氧甲烷”。他们开玩笑的甲烷说道 ：“难道煤气罐也能飞”？这种幽默的调侃不仅令人发笑 ，也引发了我们对科技背后原理与过程的火箭思考。那么，入轨什么是中国再下液氧甲烷燃料技术 ？它又有哪些优势和应用前景呢？（世界上第一个进入轨道的液氧甲烷火箭）煤气罐也能飞？  ：液氧甲烷到底是什么提到液氧甲烷，听起来就像一种非常危险的城网东西。我们脑子里第一个蹦出来的东西可能是甲烷液化气罐 ，但那玩意可是会爆炸的 ，脑海中总是会浮现出爆炸的画面，液化气罐爆炸的新闻可是屡见不鲜。（煤气罐碎片）但是，我们不能仅凭第一印象就对它进行定论 。让我们深入了解一下 ，看看液氧甲烷发动机到底是什么新技术 。首先，我们需要弄清楚液氧甲烷是什么？液氧甲烷是一种将液态氧和液态甲烷混合后形成的燃料 。液态氧，也被称为LOX ，是将氧气压缩冷却成液态的结果 ，它本身不会燃烧 ，属于氧化剂拥有极强的助燃性 。（液态氧为淡蓝色）然后以液态甲烷作为燃料，将甲烷气体冷却至非常低的温度以致其凝结成液态  。液氧甲烷是一个相对新的燃料，但它已经广泛应用于航天领域 ，是太空探索与火箭发射的关键技术之一。例如 ，SpaceX公司的猎鹰火箭和蓝色起源公司的BE-4发动机都采用了液氧甲烷作为燃料的新技术。那么，为什么航天机构会选择这种听起来如此危险的燃料呢 ？事实上，与传统的火箭燃料相比 ，液氧甲烷相比于其他燃料有很多优势。传统的火箭燃料多为液氧液氢和液氧煤油的组合 。液氧液氢虽然燃烧效率高，但液氢对储存和使用条件要求较高 ，并且具有较高的成本。（图为液氧煤油发动机）而液氧煤油发动机燃烧后会产生二氧化碳等废气，在发动机内也会导致积碳严重 ，十分不利于发动机的重复使用 。而液氧甲烷具备了液氧和甲烷的优点，并且更加便于使用和储存 ，成本相对较低 。液氧甲烷燃烧时产生的主要是水蒸气和二氧化碳，而不会产生有害的废气和污染物，对环境的污染较小，这使得它在环保方面有着显著的优势。液氧甲烷的燃烧效率和推进效率都很高 ，能够提供更大的推力和速度，这对于航天器来说至关重要。此外，液氧甲烷的燃烧稳定性也很好 ，使得发动机运行更加可靠 。（图为天鹊液氧甲烷发动机）液氧甲烷还具有较低的毒性和易储存等特点，更加安全可靠。沸点温度差不多那液氧和甲烷就可以储存在一个燃料箱中。这就意味着这项技术具有环保可靠、高性能、低成本 、易操作、可重复使用等特点。液氧甲烷火箭的工作原理主要依赖于燃料的燃烧过程 。通过管道传输到燃烧室  。在燃烧室中，当液氧和甲烷混合并点燃时  ，它们会产生大量的热能。这种热能通过喷嘴喷出，并产生反作用力，推动火箭向上运动 。同时 ，燃料的燃烧还会产生高温和高压气体，通过喷嘴的喷射将火箭推向前方，实现推进的效果 。（液氧甲烷发动机工作原理）液氧发动机有多强：马斯克的火星计划有望成真 ？马斯克的理想十分远大  ，他的目标是让人类移民火星。为了实现这个宏伟的愿景，他着手研发了SpaceX火箭，并且提到为了将人类送往火星，液氧发动机是最佳选择。那么 ，为什么马斯克认为去火星必须要用液氧甲烷发动机呢 ？随着我们技术的发展，对宇宙探索的也不断深入  ，我们停留在太空的时间越来越长，需要携带的东西也逐渐变多 ，特别是想要执行火星移民计划。如果单靠一级火箭显然是不能满足我们的所有要求。所以我们得使用到多级火箭  ，这里的增加的级数就是为了增加火箭的运载能力 ，当然也不是火箭的级数越多越好，二 、三级火箭就可以满足需求 。因为级数越多火箭的结构越复杂，可靠性也会降低 ，成本反而增加 。（多级火箭助推、副油箱分离概述图）例如火星计划 ，一级火箭提供足够的动力把二级火箭送进太空 ，分离后一级再返回地球回收下重复使用。二级火箭再前往目的地  ，如果燃料不够可能还得在二级中配置一个加油火箭  。液氧甲烷发动机的可再利用性很强，这马斯克致力于开发液氧甲烷火箭的原因 ，以减少航天开支并提高航天技术的可持续性 。液氧发动机可以在燃烧后重新充注氧气和燃料 ，以供下次使用 ，大大提高了发射成本的效益。到达火星后必须先解决燃料问题 ，既然是移民计划怎么能有去无回呢？要想回到地球必须得要足够的燃料，可火星上哪里有什么能源  。目前还不知道火星上有哪种供使用的燃料 ，但火星上有水冰又有二氧化碳 。（火星计划演示图）只需想办法利用水和二氧化碳还原制造出甲烷和氧气作为燃料 ，但这也不是一件容易的事。相反电解水生成氧气氢气利用液氧液氢作燃料也可以 ，但肯定没有液氧甲烷好 ，这为什么呢 ？液氧和液化甲烷沸点都和太空温度很接近 ，适合太空中长期存储，这对于太空和星际飞行很有利，他们的沸点也十分接近 ，这样有利于共底储箱的设计，放一起能省很多事。相反液氢的沸点达到了-250多度 ，相差有点多 ，这就意味着还得为它单独设置一个燃料箱 ，这样增加了火箭的整体重量又得重新考虑火箭的整体机构，太麻烦了 。（液氧和甲烷搭配更合适）而且液氧和甲烷搭配更好燃烧，搭配起来更节省空间。液氢的密度也非常低 ，这就说它占的空间比较大，算来算去目前还是只有液氧和甲烷放在一起最合适 。马斯克相信液氧甲烷发动机将为太空探索带来更大的突破，也为人类成为一个跨星际物种铺平道路。未来，我们可能会坐上那些高效的液氧发动机驱动的火箭 ，去探索更遥远的宇宙 。确实，上面讲的都是计划，目前还没有实现。目前世界上也有其他人在研究液氧甲烷发动机 ，像我们上面提到的SpaceX的“猛禽”和蓝色起源的BE-4，但是只有我国成功了 ，这可是具有重大意义的 。（都使用液氧甲烷作燃料 ，但只有我国发射成功）先拔头筹：我国率先研发成功并发射我国朱雀二号火箭的天鹊发动机率先应用成功 ，与之相比  ，SpaceX的猛禽发动机和蓝色起源的BE-4发动机也颇受瞩目 。虽然我国在液氧甲烷方向起步有些慢，但我们却率先实现了成功发射，这意味着我们正迈向更高的航天征程 。在20世纪60年代就有液氧甲烷的概念，当时确实也进行过一些研究，但并没有继续发展 ，反而主要研究起了液氧煤油和液氧液氢发动机。但近年来随着对液氧甲烷的了解逐渐加深，我们也发现了其许多优点，所以便开始研究液氧甲烷 。但只有部分美国公司在这一方面有基础，他们一些公司研发起步很早，就是我们一直提到的SpaceX公司和蓝色起源公司。（图为SpaceX公司火箭发射）SpaceX的“猛禽”发动机最先采用的是液氧液氢，但还是提到我们上面说的希望在火星上可以制造出燃料这个问题，才选择发展液氧甲烷发动机。自2012年开始对液氧甲烷进行研发，到现在“猛禽”发动机的应用发展进行过多次的试验。2021年星舰首次飞行10千米并回收 ，这是关于液氧甲烷发动机飞行的新纪录，但期间也发生过多次失败，至今还没有飞入太空 。接下来是蓝色起源的BE-4发动机，这款发动机是该公司规划的新一代液氧甲烷火箭发动机，以前的BE-2和BE-3都是液氧煤油和液氧液氢 。从2011年便开始研发BE-4，期间也经历多次实验失败 ，但也完成了推力试验，还没有正式发射 。（蓝色起源公司火箭试飞）而我国从2006年便展开液氧甲烷技术研究，天鹊发动机于2017年开始制造，2022年完成多次试验。但我国在2022年12月14号朱雀二号首次发射时未能成功 ，但在7月12号正式进入预定轨道  。然而 ，虽然我国起步慢于SpaceX和蓝色起源，但我们率先实现了世界首枚液氧甲烷火箭的成功发射，这标志着中国航天事业的飞速发展 。首次成功发射液氧甲烷火箭意味着中国在航天技术方面取得了重大突破。我们国家的科学家和工程师通过不懈的努力和创新精神，攻克了一个又一个技术难关 。（朱雀二号动力概述图）他们不断挑战自我 ，探索未知领域 ，最终实现了这一突破。这不仅是中国航天史上的一座里程碑 ，也向世界展示了我们的实力和雄心壮志 。结语我们的成功发射也标志着中国在太空探索领域的崛起 。太空探索一直是人类追求的梦想和无尽的想象力源泉。通过发射液氧甲烷火箭 ，我们向世界宣告了我们正迈向更高的航天征程。这不仅是技术的突破 ，更是人类对未知探索的勇敢迈步  ！（三年磨一“箭”）参考资料 ：1.朱雀二号运载火箭2.液氧甲烷发动机3. SpaceX太空探索技术公司4.蓝色起源 ，百度百科 顶: 7踩: 1534