點(diǎn)火是火箭升空的第一步,那么火箭到底是怎么點(diǎn)火的呢?
不同的火箭有著不同的點(diǎn)火方式,有的火箭竟然真是用火把點(diǎn)燃的。喜歡看航天發(fā)射的人一定對長征2號火箭和長征3號火箭發(fā)射時產(chǎn)生的橘紅色火焰印象深刻,而能夠發(fā)出如此壯美火焰的點(diǎn)火方式被稱為“毒發(fā)”。其實(shí)嚴(yán)格意義上來講,長征2號和3號是不用點(diǎn)火的,因?yàn)樗鼈兪褂玫氖且环N被稱為“自燃推進(jìn)劑”的燃料組合。這種燃料組合由兩類物質(zhì)構(gòu)成,一類是四氧化二氮,另一類是肼類物質(zhì)。
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當(dāng)液態(tài)的肼類物質(zhì)與液態(tài)的四氧化二氮混合之后,會產(chǎn)生劇烈的化學(xué)反應(yīng),釋放熱量,進(jìn)而燃燒。
也就是說這種點(diǎn)火方式其實(shí)并沒有真的“點(diǎn)火”,只是將隔絕兩種物質(zhì)的閥門打開,它們混合之后就會產(chǎn)生猛烈的火焰,所以我們會看到長征2號和3號火箭在桉下點(diǎn)火按鈕后,直接就點(diǎn)燃了,中間并沒有出現(xiàn)半點(diǎn)點(diǎn)火時會產(chǎn)生的火花。至于這種點(diǎn)火方式為什么被叫作“毒發(fā)”,有一些化學(xué)常識的人應(yīng)該很容易理解,因?yàn)殡骂愇镔|(zhì)和四氧化二氮都是有毒的。
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接下來就是比較主流的液氧煤油火箭了,這種火箭的點(diǎn)火具有一定難度。
因?yàn)橐貉跏且环N超低溫物質(zhì),當(dāng)它與煤油相遇后,會導(dǎo)致煤油冷卻凝固,而凝固后的煤油和液氧的混合物對撞擊是非常敏感的,也就是說在加壓環(huán)境下稍有不慎,就不是點(diǎn)火燃燒,而是直接爆炸了。對此,美國的液氧煤油火箭是這么解決的,他們會在發(fā)動機(jī)的管路里預(yù)先安裝一個玻璃小管,里面裝有三乙基鋁、二乙基鋅、三乙基硼等金屬有機(jī)化合物,當(dāng)玻璃管打碎之后,這些化合物暴露在空氣中會發(fā)生自燃,再配合上液氧,就能夠安全完成點(diǎn)火。
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這個點(diǎn)火裝置聽起來是挺簡單的,但設(shè)計(jì)上還是有一定復(fù)雜度,有沒有更簡單的方法呢?
還真有,就是直接用火把來給火箭點(diǎn)火。這可不是什么古老的火箭點(diǎn)火方式,時至今日聯(lián)盟號火箭依舊在使用。聯(lián)盟號火箭的噴口可謂是十分繁多,中間的RD-108發(fā)動機(jī)裝有4個主噴口和4個小噴口,而其周圍有4個助推器,每個助推器上都有4個主噴口和2個小噴口,這樣加起來一共就是32個噴口了。
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要讓32個噴口準(zhǔn)確無誤地同時完成點(diǎn)火,這無疑又增加了自動點(diǎn)火的技術(shù)難度,而采用原始的火把點(diǎn)火方式則能夠最完美地解決點(diǎn)火問題,而且還十分經(jīng)濟(jì)。
在火箭發(fā)射之前,工作人員會手動將20根T型大木棍插進(jìn)20個主噴口里,再將12根T型小木棍插進(jìn)12個小噴口里,在每一個棍子的頂端都有一個高溫裝藥,每個高溫裝藥連接著一個黃銅線。當(dāng)木棍被點(diǎn)燃之后,會燒斷下面的黃銅線,從而斷開黃銅線與另一端電路的連接,于是發(fā)射控制臺上便會亮起一盞信號燈,表示一個火把已經(jīng)被點(diǎn)燃。
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當(dāng)32個火把都被點(diǎn)燃后,控制臺那邊就會亮起32盞信號燈。
此時因?yàn)閲娍诶锩嬉呀?jīng)有熊熊燃燒的火把了,只要將推進(jìn)劑的閥門打開,所有的噴口就會同時被點(diǎn)燃,可謂用最簡單的方法實(shí)現(xiàn)了最高效的同步。你可不要覺得這種點(diǎn)火方式太過簡陋,它其實(shí)還有著其它點(diǎn)火方式所不能比擬的優(yōu)勢,就是在火把點(diǎn)燃后,仍然可以臨時終止發(fā)射,這是其它點(diǎn)火方式無法做到的。而這種點(diǎn)火方式之所以會被公布出來,也恰恰是因?yàn)?016年3月12日的一次臨時終止發(fā)射所導(dǎo)致的。
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