導彈和火箭發射在很長一段時間都十分危險。比如早期的導彈和火箭,因為當時的技術限製,采用的燃料都是高腐蝕性而且極易燃燒爆炸的不穩定材料,稍不注意就可能釀成可怕的事故。哪怕到後世,火箭和導彈的燃料加注過程也絕不是鬧著玩的。

    二戰期間,德國采用火箭發動機的ME163“彗星”式截擊機就事故頻發。和普通戰機不一樣,一旦燃料箱發生泄露,臨近燃料箱的座艙內的飛行員就會被高腐蝕性的劇毒燃料溶解!因燃料爆炸而損失的彗星飛機比被敵人擊落的還要多。

    因此雅尼克打心底不怎麽喜歡液體燃料。“固體推進劑的研究怎麽樣了?”液體燃料事故頻發,二戰德軍想改成固體燃料,因戰爭結束未能成行。

    最早的固體推進劑算是華夏古代四大發明之一的黑火藥。早在唐朝初,公元682年左右,煉丹家孫思邈所著《丹經》一書中就有黑火藥的配方。它是用15%的木炭作為燃燒劑,75%硝酸鉀作氧化劑。10%的硫磺既是燃燒劑又有粘結木炭和硝酸鉀的作用。

    公元975年用黑火藥的火箭已作為一種武器在戰爭中使用。13世紀這種火箭傳入阿拉伯國家,以後又傳到歐洲。

    但是黑火藥能量低,強度差,不能製成較大的藥柱,燃燒時生成大量的煙和固體殘渣。使用黑火藥的固體火箭射程近、殺傷力小。現代導彈和火箭上已經難覓黑火藥的蹤影了。

    隨著工業和科學技術的發展,各種固體推進劑如雨後春筍般湧現。

    能夠成為推進劑的材料有很多,凡是能夠在沒有外界氧化劑存在的情況下發生不依賴於外力的持續燃燒,並能在燃燒期間產生大量高溫氣體分子或固體噴流的材料均有這個潛力。總體來說,燃燒是一種劇烈的快速放熱的氧化還原反應,因此推進劑自身必須要同時含有氧化劑和充當還原劑的燃燒劑。

    氧化劑和燃燒劑都是固體的推進劑叫做固體推進劑。它們被製成符合設計要求的幾何形狀,澆鑄或充填在一個一端開口的容器內。當被點燃的時候,推進劑的化學能轉化成燃氣的熱能,在經過發動機噴管的時候,又部分轉化成動能,形成推力。

    克雷默博士恭聲道。“複合固體推進劑還在研製當中,快的話不出一年就能研製成功。”

    其實固體推進劑有現成的,就是子彈炮彈裏用的無煙火藥,也就是硝化棉。

    硝化棉是一種纖維狀的物質,很難做成固定形狀的彈體裝藥,人們用粘稠的硝化甘油做增塑劑和硝化棉混合在一起便形成了雙基推進劑。在很長一段時期內,雙基推進劑都是固體火箭發動機的主要原料。

    硝化棉和硝化甘油本身都既包含氧化劑的成分又包含燃燒劑的成分。硝化棉有點兒富燃(燃燒劑的成分多一些),硝化甘油則有點兒富氧(氧化劑的成分多一些)。

    原本它們兩個的配合是比較理想的。但是,隨著對發動機性能要求的日益提高,這個經典搭配能夠產生的比衝已漸漸不能滿足需要(比衝是一個描述火箭發動機性能的重要物理量,其定義為單位重量的推進劑能夠帶來的動量的改變量。相同重量的燃料,比衝越高,能夠提供給的動量越大。)

    猶豫了一下,克雷默博士又補充了一句。“可即使這種固體推進劑,性能上還是遜於液體推進劑。我們在研製固體推進劑的同時也在努力改善液體推進劑的長期貯存技術。”

    液體推進劑的推力大,載荷能力強,技術上較為簡單。因此早期的彈道導彈普遍是液體的。但液體導彈的先天劣勢是不能長期貯存,而且運輸過程比較危險,稍有磕碰就會爆炸。隨著液體燃料長期貯存技術的突破,燃料加注後可以保存多年,這樣就不需要在發射前加注燃料。

    固體導彈的優勢在於機動靈活,劣勢在於投擲能力較差,因為固體燃料的比衝較低。固體火箭的價格較高,大型固體火箭研製困難,火箭長期保存後固體燃料存在老化的問題,而且檢測十分困難。

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