基于自主研制的液体发动机实现成功入轨的运载火箭,填补了我国在液氧甲烷火箭研制领域的技术空白,意味着我国首款大推力液氧甲烷发动机通过飞行验证,标志着我国运载火箭在新型低成本液体推进剂应用方面取得突破。朱雀二号也是国内首个具备低温加注远距离无人值守测控发射能力的运载火箭,实现了真正意义上的高安全性。其创新性地采用低温连接器零秒脱落及防护技术,极大提高了故障状态和点火异常时低温液体火箭的后处理安全性。
推进剂按照状态分为固体推进剂和液体推进剂两大类。固体推进剂是固体火箭发动机的动力源用材料,在导弹和航天技术发展中起着重要的作用。液体推进剂以液体形态进入发动机,具有高比冲、发动机推力可调节、发动机可多次启动及脉冲工作等优势,在大型运载火箭、航天器姿态控制等领域占据支配和统治地位。大型液体火箭一般采用双组元推进剂,如液氧液氢、液氧煤油、液氧甲烷等。
【材料二】
首先,甲烷比热高,是良好的冷却剂,因此液氧甲烷推进剂易于采用双组元进行再生冷却。其次,甲烷是最简单的烃类燃料,含碳量最小(含氢量最大),因此燃烧过程积碳低,有利于重复使用。最后,甲烷和氧在常温下都是气态,在贮箱回收后通过简单的挥发即可清空,贮箱后期清洁比较容易。此外,甲烷具有资源丰富、成本低、无污染的优点,因此,液氧甲烷正在成为继煤油、液氢等传统燃料之后的一种新型航天能源,液氧甲烷的方案也将成为未来新一代运载火箭技术的发展方向。
【材料三】
液氧甲烷火箭发动机之所以是“一箭多星”主角的实力担当,是因为其能够完成多次启动的任务。固体燃料发动机一旦启动,中途停止燃烧非常困难,一般会一直燃烧到所有的推进剂烧光为止,而液体燃料火箭可通过关闭阀门停止推进剂的流入,从而关闭发动机。不同轨道的多星布轨,需要在轨具备多次启动的功能,将卫星布入不同轨道,液体燃料火箭具备该能力。而固体燃料发动机,无法进行多次启动,只适合提供短期大推力,例如用于起飞阶段的助推。
【材料四】
由于可重复使用日渐成为新型火箭研制的目标要求之一,液氧甲烷发动机也因此日益受到各国的高度重视,被称为21世纪的新型航天运输系统的动力。近年来,除美国外,世界其他国家如俄罗斯、德国、日本也开展了液氧甲烷液体火箭发动机的研制。目前,从大推力液氧甲烷发动机来讲,最典型的是美国蓝色起源公司研制的BE-4发动机和SpaceX公司研制的猛禽发动机。
液氧甲烷作为一种新型推进剂,在国际上还处于探索阶段。美国SpaceX公司和蓝色起源公司都在开发使用液氧甲烷的重型火箭,但目前为止都还没有成功入轨。我国率先实现了液氧甲烷运载火箭的成功发射和入轨,展示了我国在这一领域的技术实力和创新能力,为我国航天事业的发展增添了新的动力和活力。
12. 下列对材料一相关内容的理解,不正确的一项是(
A. 朱雀二号是全球首枚成功进入预定轨道的液氧甲烷火箭。
B. 朱雀二号的成功发射,表明我国大推力液氧甲烷发动机通过了飞行验证。
C. 朱雀二号具有高安全性,实现了低温加注的远距离无人值守测控发射。
D. 液氧甲烷作为推进剂,其综合性能已全面超越传统的液氧煤油和液氧液氢。
13. 根据材料二,液氧甲烷推进剂具有哪些优点?请简要概括。
14. 综合材料三与材料四,分析液氧甲烷火箭为何被视为未来航天发展的重要方向。
推进剂按照状态分为固体推进剂和液体推进剂两大类。固体推进剂是固体火箭发动机的动力源用材料,在导弹和航天技术发展中起着重要的作用。液体推进剂以液体形态进入发动机,具有高比冲、发动机推力可调节、发动机可多次启动及脉冲工作等优势,在大型运载火箭、航天器姿态控制等领域占据支配和统治地位。大型液体火箭一般采用双组元推进剂,如液氧液氢、液氧煤油、液氧甲烷等。
【材料二】
首先,甲烷比热高,是良好的冷却剂,因此液氧甲烷推进剂易于采用双组元进行再生冷却。其次,甲烷是最简单的烃类燃料,含碳量最小(含氢量最大),因此燃烧过程积碳低,有利于重复使用。最后,甲烷和氧在常温下都是气态,在贮箱回收后通过简单的挥发即可清空,贮箱后期清洁比较容易。此外,甲烷具有资源丰富、成本低、无污染的优点,因此,液氧甲烷正在成为继煤油、液氢等传统燃料之后的一种新型航天能源,液氧甲烷的方案也将成为未来新一代运载火箭技术的发展方向。
【材料三】
液氧甲烷火箭发动机之所以是“一箭多星”主角的实力担当,是因为其能够完成多次启动的任务。固体燃料发动机一旦启动,中途停止燃烧非常困难,一般会一直燃烧到所有的推进剂烧光为止,而液体燃料火箭可通过关闭阀门停止推进剂的流入,从而关闭发动机。不同轨道的多星布轨,需要在轨具备多次启动的功能,将卫星布入不同轨道,液体燃料火箭具备该能力。而固体燃料发动机,无法进行多次启动,只适合提供短期大推力,例如用于起飞阶段的助推。
【材料四】
由于可重复使用日渐成为新型火箭研制的目标要求之一,液氧甲烷发动机也因此日益受到各国的高度重视,被称为21世纪的新型航天运输系统的动力。近年来,除美国外,世界其他国家如俄罗斯、德国、日本也开展了液氧甲烷液体火箭发动机的研制。目前,从大推力液氧甲烷发动机来讲,最典型的是美国蓝色起源公司研制的BE-4发动机和SpaceX公司研制的猛禽发动机。
液氧甲烷作为一种新型推进剂,在国际上还处于探索阶段。美国SpaceX公司和蓝色起源公司都在开发使用液氧甲烷的重型火箭,但目前为止都还没有成功入轨。我国率先实现了液氧甲烷运载火箭的成功发射和入轨,展示了我国在这一领域的技术实力和创新能力,为我国航天事业的发展增添了新的动力和活力。
12. 下列对材料一相关内容的理解,不正确的一项是(
D
)A. 朱雀二号是全球首枚成功进入预定轨道的液氧甲烷火箭。
B. 朱雀二号的成功发射,表明我国大推力液氧甲烷发动机通过了飞行验证。
C. 朱雀二号具有高安全性,实现了低温加注的远距离无人值守测控发射。
D. 液氧甲烷作为推进剂,其综合性能已全面超越传统的液氧煤油和液氧液氢。
13. 根据材料二,液氧甲烷推进剂具有哪些优点?请简要概括。
①易于采用双组元进行再生冷却;②燃烧积碳低,有利于发动机重复使用;
③贮箱易于清洁;④资源丰富、成本低、无污染。
14. 综合材料三与材料四,分析液氧甲烷火箭为何被视为未来航天发展的重要方向。
①能够多次启动,满足“一箭多星”等复杂发射任务的需求;
②积碳低、易于清洁,更有利于实现火箭的可重复使用,符合航天低成本、可持续发展趋势;
③我国已在全球率先实现液氧甲烷火箭成功入轨,展示了在该领域的技术领先性与创新潜力。
答案
12. D 解析:材料中并未提及液氧甲烷的综合性能“全面超越”传统的液氧煤油和液氧液氢。这种“全面超越”的说法属于无中生有,与原文内容不符。
13. ①易于采用双组元进行再生冷却;②燃烧积碳低,有利于发动机重复使用;③贮箱易于清洁;④资源丰富、成本低、无污染。
14. ①能够多次启动,满足“一箭多星”等复杂发射任务的需求;②积碳低、易于清洁,更有利于实现火箭的可重复使用,符合航天低成本、可持续发展趋势;③我国已在全球率先实现液氧甲烷火箭成功入轨,展示了在该领域的技术领先性与创新潜力。
13. ①易于采用双组元进行再生冷却;②燃烧积碳低,有利于发动机重复使用;③贮箱易于清洁;④资源丰富、成本低、无污染。
14. ①能够多次启动,满足“一箭多星”等复杂发射任务的需求;②积碳低、易于清洁,更有利于实现火箭的可重复使用,符合航天低成本、可持续发展趋势;③我国已在全球率先实现液氧甲烷火箭成功入轨,展示了在该领域的技术领先性与创新潜力。
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