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火箭的燃料都装哪儿？

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1960年2月19日，中国成功地发射了第一枚试验型液体燃料探空火箭。那么，你可知道，液体燃料装在火箭的哪里呢？ 1981年4月12日，美国佛罗里达州肯尼迪航天中心发射场一阵轰鸣，“哥伦比亚号”航天飞机在火箭的携带下轰鸣而起，冲天而去。“哥伦比亚号”航天飞机是第一个采用新型“助推剂”的航天器。这次航天飞机试飞取得成功后，新型“助推剂”——液氢就成为航天器发射的主要燃料了。为什么要采用液氢作为航天器的主要燃料呢？氢普遍存在于自然界中，有“生命之源”之称的水就是由氢原子与氧原子结合而构成的。氢极易在空气中燃烧，除核燃料之外，氢是所有燃料（包括化石燃料、化工燃料和生物燃料等）发热值最高的。每千克氢燃烧后产生的热量，约想当于4.5千克焦炭、3千克汽油或3.9千克酒精燃烧后产生的热量。如果把海水中的氢全部提取出来，可产生的热量相当于地球上所有化石燃料（包括煤、石油、天然气等）放出总热量的9000倍。而且，氢燃烧后的产物是水，不会产生任何污染。因此，作为能源的氢被公认是最洁净的能源。氢能虽然有这么多好处，却不能像煤、石油和天然气那样直接开采。因为自然界中并没有单纯的氢存在，氢主要以和氧结合成水的形式存在，所以不能直接作为能源使用。为了得到氢，人们用热分解或电分解的方法把氢从水中分离出来。但这种方法需要耗费大量的煤、石油等化石能源，制取的成本很高。科学家一直在探索获得氢的新途径，比如利用太阳能来制取氢，利用细菌培养来产生氢等。通过各种方法制取得到了氢，如何存储和运输又是一个问题。氢在常态下是气体，不仅所占空间体积大，而且在空气中很易燃烧，甚至发生爆炸，因此是一种非常危险的气体。最普通的贮氢方法是高压气态储存法，就是利用钢瓶将氢气储存起来。由于氢气的密度很小，0.5千克的氢气要储存到特制的40升钢瓶里，需要150个标准大气压的高压。目前，国际上已经有可承受约800个标准大气压的轻质材料储氢瓶。对于固定地点的大量储氢，比如制取氢气的工厂，还可以采用地下储存的方式，利用密封性好的气穴、采空的油田或盐窟等。不过，由于发射火箭所需消耗的燃料能量非常多，火箭本身也不可能携带许多氢气钢瓶升空，因此，经过高压存储的氢气还达不到要求。科学家想到了杜瓦瓶——一种高度真空绝热从而达到保温效果的容器。方法是，将气体氢冷冻，使其温度降到?252.72℃，这时，氢气由气态变成了液态。液态氢的密度高，体积小。通过加压的方式将液氢灌到特制的杜瓦瓶中，通过杜瓦瓶来保存超低温状态的氢，处在超低温状态下的液氢就不会变回气体了。这项技术称为低温液氢储存或深冷液化储氢。有了杜瓦瓶，火箭就能携带足够的液氢燃料发射升空了。当然，低温液氢技术和设备要求极高，因此非常昂贵，目前也只是运用于存储火箭的燃料。由于杜瓦瓶的保温原理和外形与普通热水瓶相似，所以有人就趣称液氢装在了“热水瓶”里。

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更新时间：2024-01-01 08:04:02
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