甲烷-乙烷混合推进剂深度过冷技术的实验研究

摘要：

针对甲烷采用液氮过冷可能发生甲烷冰堵风险,提出了在甲烷中添加乙烷,制备凝固温度更低的甲烷-乙烷混合推进剂的新方案,搭建实验系统测试了甲烷-乙烷凝固温度变化规律.研究发现,随着甲烷含量提高,混合推进剂凝固温度先降低后升高.当甲烷、乙烷比例为0.71∶0.29时,混合推进剂达到最低凝固温度,约73.0 K.当采用常压饱和液氮对混合推进剂过冷时,控制甲烷含量在0.52～0.81间可避免推进剂冻结.相较于常压饱和甲烷,防冻结区的混合推进剂密度提高了 24.0％～38.4％,液相存在温区增大至35.7 K～40.5 K.此外,甲烷-乙烷混合推进剂具有理论比冲高、再生冷却性能佳、结焦与积碳小等优势.所提出的甲烷-乙烷混合推进剂在火星探测等任务中具有可观的应用前景.

关键词：液态甲烷、混合推进剂、深度过冷、火星探测、火箭发动机

所属期刊栏目：43

分类号：V511+.6(航天用燃料（推进剂）及润滑剂)

资助基金：国家自然科学基金51976151

在线出版日期：2023-01-03（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：1566-1574