為什么說火箭的燃料可裝在“熱水瓶”里
火箭相信大家都有一定的了解吧,他非常的的快捷。隨著科技的不斷發達,火箭也在不斷的完善。你們知道最早的火箭出現在哪個國家嗎?火箭又是采用的什么燃料才能夠托起那種的物體。為什么說火箭的燃料可裝在&ld;熱水瓶&rd;里,是不是很困惑,下面就小編來給大家解答一下疑惑吧。
1981年4月12日,美國佛羅里達州肯尼迪航天中心發射場一陣轟鳴,&ld;哥倫比亞號&rd;航天飛機在火箭的攜帶下轟鳴而起,沖天而去。&ld;哥倫比亞號&rd;航天飛機是第一個采用新型&ld;助推劑&rd;的航天器。這次航天飛機試飛取得成功后,新型&ld;助推劑&rd;‐‐液氫就成為航天器發射的主要燃料了。
為什么要采用液氫作為航天器的主要燃料呢?氫普遍存在于自然界中,有&ld;生命之源&rd;之稱的水就是氫原子與氧原子結合而構成的。氫極易在空氣中燃燒,除核燃料之外,氫是所有燃料(包括化石燃料、化工燃料和生物燃料等)發熱值最高的。每千克氫燃燒后產生的熱量,約為45千克焦炭、3千克汽油或39千克酒精燃燒后的熱量。如果把海水中的氫全部提取出來,可產生的熱量相當于地球上所有化石燃料(包括煤、石油、天然氣等)放出總熱量的9000倍。而且,氫燃燒后的產物是水,不會產生任何污染。因此,作為能源的氫被公認是最潔凈的能源。
氫能雖然有這么多好處,卻不能像煤、石油和天然氣那樣直接開采。因為在自然界中并沒有單純的氫存在,氫主要以和氧結合成水的形式存在,所以不能直接作為能源使用。為了得到氫,人們用熱分解或電分解的方法把氫從水中分離出來。但這種方法需要耗費大量的煤、石油等化石能源,制取的成本很高。科學家們一直在探索獲得氫的新途徑,比如利用太陽能來制取氫,利用細菌培養來產生氫等。
通過各種方法制取得到了氫,如何存儲和運輸又是一個問題。氫在常態下是氣體,不僅所占空間體積大,而且在空氣中很易燃燒,甚至發生爆炸,因此是一種非常危險的氣體。最普通的貯氫方法是高壓氣態儲存法,就是利用鋼瓶將氫氣儲存起來。于氫氣的密度很小,05千克的氫氣要儲存到特制的40升鋼瓶里,需要150個大氣壓的高壓。目前,國際上已經有可承受壓力約800個大氣壓的輕質材料儲氫瓶。對于固定地點的大量貯氫,比如制取氫氣的工廠,還可以采用地下貯存的方式,利用密封性好的氣穴、采空的油田或鹽窟等。
不過,于發射火箭所需消耗的燃料能量非常多,火箭本身也不可能攜帶許多氫氣鋼瓶升空,因此,經過高壓存儲的氫氣還達不到要求。科學家們想到了杜瓦瓶‐‐一種高度真空絕熱從而達到保溫效果的容器。方法是,將氣體氫冷凍,使其溫度降到-25272℃,這時,氫氣氣態變成了液態。液態氫的密度高,體積小。通過加壓的方式將液氫灌到特制的杜瓦瓶中,通過杜瓦瓶來保存超低溫狀態的氫,處在超低溫狀態下的液氫就不會變回氣體了。這項技術稱為低溫液氫儲存或深冷液化儲氫。有了杜瓦瓶,火箭就能攜帶足夠的液氫燃料發射升空了。當然,低溫液氫技術和設備要求極高,因此非常昂貴,目前也只是運用于存儲火箭的燃料。
于杜瓦瓶的保溫原和外形與普通熱水瓶相似,所以有人就趣稱液氫裝在了&ld;熱水瓶&rd;里。