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长征六火箭所用煤油是俗称的“火水”吗?

Cain 发表于 2015-9-22 20:52:29 [ 上一主题] [下一主题]

2015年9月20日,我国第一枚以液氧-煤油为推进剂的长征六运载火箭顺利完成首次实例发射。人们发现,煤油(广东人俗称的“火水”)这个日常照明、动力能源竟然登上了航天的“高大上”舞台。然而,长征六运载火箭所使用的没有,真的是我们俗称的“火水”吗?
​    ​    2015年9月20日,我国太原卫星发射中心成功完成一项航天发射任务,将20颗卫星送入预定轨道,创造我国一箭多星的新纪录。完成这次航天任务的运载工具是我国新型长征六运载火箭。这型火箭首次使用了我国自主研发液氧煤油火箭发动机。所谓的液氧煤油火箭发动机,指的是使用液氧和煤油作为推进剂的火箭发动机。那么,这里所说的煤油,是我们俗称的“火水”吗?
长征六火箭
​    ​    现在的人们接触煤油并不多;然而,在电灯普及前,煤油是主要的照明能源。1896年(清光绪二十二年),我国开始从国外进口煤油,首次进口5000加仑。从此,煤油进入了中国老百姓的日常生活。彼时的煤油,全部依靠国外进口,因此大家称之为“洋油”,广东人成为“火水”。
煤油灯
  ​然而,煤油是什么呢?煤油是碳原子个数为11~17的烃类混合物,属于轻质石油产品,由石油分馏或裂化而得。煤油无色透明,含有杂质时呈淡黄色,略具臭味,平均分子量在200~250之间,密度约为0.8g/cm³,不溶于水,易溶于醇和其他有机溶剂,易挥发,易燃。
使用航空煤油作为能源的飞机
​    ​    煤油除了被用作照明能源(称之为“照明煤油”)外,还用于动力能源和制药等化工领域。其中,大家最熟悉的就是航空煤油了。现在大部分的商业航班都是使用航空煤油作为动力能源。尽管航空煤油和照明煤油含有的烃类物质是相似的,但他们的混合比例以及杂质含量有明显差异。这主要是为了满足航空煤油的一系列指标,包括发热值、密度和低温性能和粘度等。我国对航空煤油的标准规定,其净热值每公斤不小于10250大卡,密度不低于0.775克/立方厘米,冰点不得高于-55oC~-60oC。要达到这些指标,就需要对生产煤油的整个工艺过程进行严格的控制。
使用液氧-煤油推进剂的“土星5号”火箭升空瞬间
​    ​    正如航空煤油需要对煤油的特定指标进行严格控制一样,航天发动机使用的煤油也是有特定的指标要求的。然而,这并不是长征六运载火箭使用的煤油和“火水”的唯一差别,因为长征六运载火箭使用的煤油不是从石油提炼的,而是从煤提炼的,被称之为“煤基煤油”。
长征五、六、七型火箭将使用我国自主研发的煤基航天煤油
​    ​    长征六运载火箭使用的煤基航天煤油是由神华集团和中国航天科技集团共同研制,是世界首次将煤基煤油应用到航天领域。此前,我国航天中也少量使用煤油作为飞行器器调整姿态是的动力能源,但都须采用特定油田特定原油加工,资源稀少。如果火箭发动机使用没有为动力能源,就急需研发一种新型航天煤油。为此,中国神华煤制油化工有限公司与中国航天科技集团六院于2013年签署战略合作框架协议,开展煤基航天煤油的研发。​2015年4月12日,使用新型煤基航天煤油的火箭发动机整机热试车圆满成功,标志着我国煤基航天煤油走向实际应用。相比以前的石油基燃料,煤基航天煤油依托我国丰富的煤炭资源,造价更为低廉,对外依存度也更低,被科研工作者称为中国“神油”。
​    ​    由此看来,长征六运载火箭使用的煤油,和我们俗称的“火水”,虽然同属“煤油”这个大家庭;但因为航天煤油对指标的特殊要求,在制作工艺、各烃类混合比、杂质等方面都和“火水”有明显的差异。此外,长征六运载火箭使用的航天煤油来源于煤,相比于传统石油基航天煤油,更适应我国矿石能源构成,成为我国航天事业长足发展的重要基石。


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