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[美国《今日航天飞行》2002年8月7日报道]美国家航空航天局(NASA)马歇尔航天中心的航天发射倡议项目办公室正在研制新一代以煤油为燃料的可重复使用运载器发动机,目前正在研制两种型号的样机,包括波音的罗克达因公司的RS-84原型发动机和TRW航天与系统公司的TR107原型发动机。
煤油推进的运载火箭并不是新想法,早在20世纪60年代末期将宇航员送上月球的DOUB
LE_QUOTATION土星V"火箭的F-1发动机就是使用煤油作为推进剂。但目前研制的第二代煤油发动机和F-1将有很大区别。这种新设计的燃烧循环系统更加合理,推进剂在注入燃烧室之前会被预先加热,燃料和氧化剂都得到了重复利用。为了得到更高的推力,煤油将在更高的压力下燃烧,这种新一代煤油发动机的燃烧室压力约为每平方英寸2600磅,相比之下F-1的燃烧室压力只有每平方英寸965磅。这样,新型发动机将能产生110万磅的推力,仅比F-1发动机少40万磅,体积却小了很多。而且新一代煤油发动机与F-1相比,最重要的区别就是前者具有可重复使用性。F-1发动机是一次使用的,而RS-84和TR107原型发动机将成为第一批使用煤油和氧气为燃料的可重复使用运载发动机。此外,由于煤油易于获得,从而降低了运行成本,而且它不像氢那样需要低温,推进系统的管道、阀门、线路和启动装置就不需再做特殊隔离,从而减轻了重量,节约了成本。通过整体设计,这种发动机具有更高的稳定性和可操作性。
然而,使用煤油也有一些问题,作为碳氢化合物,温度升高时它会变得粘稠,并在室壁上产生沉淀,这将使推进剂通过燃烧室的小散热管时产生困难。同时煤油燃烧后还会在涡轮叶片上产生煤烟,使发动机很难达到可重复使用100次的目标。研究人员希望能通过降低推力室的温度,限制涡轮推进系统的内的黑色煤油堆积来解决这些问题。
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