氧化亞氮雙組元發動機熱力性能計算分析

王 棟，梁國柱

（北京航空航天大學 宇航學院，北京100191）

0 引言

液體推進劑是液體火箭發動機的能源和工質，其性能優劣直接影響發動機及火箭的性能。自1900年正式開始液體火箭研究至今，液體推進劑的種類得到了極大的豐富，既有肼、過氧化氫等單組元推進劑、可貯存的硝基氧化劑與肼類燃料雙組元推進劑，又有高能低溫的液氧/液氫雙組元推進劑。但是，目前所使用的液體推進劑普遍具有劇毒、強腐蝕、污染環境、低溫等缺點。

隨著載人航天技術的不斷發展，更為嚴格的環保要求以及國際商業火箭市場競爭的加劇，尋找廉價無毒、無污染以及高能的推進劑，已成為各航天領域追求的目標。我國21世紀航天發展戰略是開發新一代無毒、無污染、高性能和低成本的運載火箭，以增強參與國際競爭的能力[1]。因此，開發無毒、無污染以及對環境友好的綠色液體推進劑是今后液體推進劑發展的主要方向。

以往研制的無毒常溫氧化劑大多選擇過氧化氫，但過氧化氫化學穩定性較差，遇熱或雜質易于分解，貯存及使用過程中都存在一定的安全隱患。而氧化亞氮（N2O）不僅彌補了過氧化氫的不足，還具有諸多本身特有的優勢：1)無毒。僅作為吸入麻醉劑；2)安全；3)材料相容性比較好，對材料沒有特殊要求；4)成本低、易制取；5)可自身增壓；6)貯存密度比較高；7)可以在空間長期貯存。氧化亞氮無論是在軍用導彈還是在民用小型衛星上都有用武之地，有助于軌姿控推進系統的無毒化，在國防及航天領域內是極具發展前途的一種推進劑。……