HNF基绿色液体单元推进剂研究进展.pdf

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1、化学推进剂与高分子材料2013年第11卷第4期ChemicalPropellants&PolymericMaterials·l7·HNF基绿色液体单元推进剂研究进展冯晓品，马会强，张寿忠，苗成才，马英华(黎明化工研究设计院有限责任公司，河南洛阳471000)摘要：硝仿肼(HNF)基液体单元推进剂是一种能量大、比冲高、环境友好的新型绿色液体单元推进剂，介绍了其组分配制、燃料选择、性能指标、安全评估以及生产成本。与现有无水肼单元推进剂系统相比，HNF基液体单元推进剂的优越性非常明显，有望在未来替代无水肼单元推进剂。关键词

2、：绿色液体单元推进剂；HNF；硝仿肼中图分类号：V511．3文献标识码：A文章编号目前使用的液体单元推进剂虽然能量和比冲技术，当其成熟Herb绿色推进产品推向市场]。都十分高，但在发射和工作期间，却带来一个无我国也在海南打造“绿色”航天城]。据承担法回避的事实，即对大气层以内的地球环境和太卫星发射场环境影响评价的专家介绍，“无毒、无空内的空间环境造成不同程度的污染。而且有的污染、低成本、高可靠性、适应性强”是新一代运燃料属于剧毒品，对操作人员有很大的危害性，载火箭发展的目标。建设海南新型运载火箭发射如无水肼就是一种透

3、明无色、有毒易燃的化合物，场的初衷是既要发展航天事业，又要保护生态环皮肤接触会导致溃烂；若呼吸到体内，则会造成境，最大限度控制污染，确保发射场在运行过程白血球大量降低，最后导致死亡。因此，如何开中不破坏自然环境和生态环境。发出无毒无污染、能量和比冲均较高、成本又低肼单元推进剂推进器多用于小型航天器。由的液体单元推进剂，已成为世界各国航天领域的于推进器系统简单，即使其比冲较低也可以接受，一项重要课题。然而处理高致癌性肼所需的费用与小型简单航天欧洲航空局定义“绿色液体单元推进剂”为器的有限预算相冲突。以替代肼为目标的新一

4、代能够降低推进燃料的毒性和污染并大量节省用于绿色单元液体推进剂具体表现为]：推进性能如空间发射费用的液体单元推进剂¨]，并于2001、比冲和密度比冲与肼相比都应有所提高；原料和2004、2006年召开了绿色推进剂会议讨论绿色产品毒性应尽量小且不致癌，在搬运和贮存时降推进剂的发展，还一直通过“通用支持技术计划”低危险系数；降低对地面环境的污染(生产设备、(GSTP)支持高能绿色推进剂(HPGP)计划。试验台、发射场)以及对大气的污染(臭氧消耗、据美国国家航空航天局(NASA)网站20I2年温室效应)；降低生产、运输、贮

5、存的成本。2月8日报道l2]，NASA启动了由马歇尔航天飞行在过去的几年中，空间飞行器用“绿色推进中心负责的“技术论证任务计划”，希望用绿色推剂”的候选物出现了硝酸羟胺(HAN)基、二硝酰进剂替代剧毒的无水肼推进剂。此计划要寻求共胺铵(ADN)基和硝仿肼(HNF)基单元推进剂。相性与创新技术，既能实现未来任务，又能为美国比HAN和ADN单元推进剂，HNF作为纯氧化剂航天工业带来益处。绿色推进剂能减少对环境的比冲最大，且制备方法比ADN简单，不吸湿，有危害与污染，还能降低系统的复杂性，减少操作较高的密度和熔点。液体HN

6、F只需要水、水合肼危险，缩短发射处理时间，增强推进性能。及硝仿在有效的控制条件下进行混合，密度也比瑞典空间公司和沃尔沃航空公司成立了一个肼大30％～40％，HNF基推进剂可用肼催化剂点联合公司ECAPS，目标是从现在起发展绿色推进火系统分解，原料成本比标准纯度的无水肼大幅收稿日期：2013—04—25作者简介：冯晓晶(1982一)，女，工程师，主要研究方向为化学推进剂原材料。电子信箱：xiaojing．feng@gmail．COrn化学推进剂与高分子材料·18·ChemicalPropellants&Polymeri

7、cMaterials2013年第11卷第4期降低，处理成本也会极大降低，还因其低毒，没表1不同液体单元推进剂系统的比冲对比Tab．1Contrastamongspecificimpulsesofvarious有处理肼的高危险性，特别适合取代肼单元推进liquidmOnOpropellantsystems剂用于小型卫星。原料比冲／(m．S11组成配比及性能质量分数50％的水溶液纯氧化剂1998年荷兰的TNOPML实验室(TNOPrinsMauritsLaboratory)开始进行HNF／水／燃料配方的研究】，确定了推进

8、剂的2个主要分组。第一组的性能中等，比冲与肼相当，但密度更高。具质量分数10％乙醇和水的混合物。由图1可见，体组成是HNF、水和燃料的混合物，燃料分别是加入质量分数10％乙醇的HNF水溶液性能优甲醇与氨。这些推进剂的理论比冲为2160m／s，于不加燃料的HNF水溶液，且随着溶解于水的密度大约1．25g／cm，燃烧温度约l290℃，此HNF含量增