随着全球气候变化问题日益严峻，航天领域也在积极探索绿色技术路径。近期，意大利航天企业阿维奥公司主导研发的多用途环保火箭发动机成功通过首次点火测试，这一技术突破不仅为航天发射提供了新的动力选择，也为火箭发动机的环保化发展开辟了新路径。

环保但不逊色

阿维奥公司研发的环保发动机采用过氧化氢与煤油作为推进剂，这一组合在燃烧过程中能展现出独特的工作机制。过氧化氢是一种强氧化剂，在合适的催化剂作用下，分解为水和氧气，并释放出大量的热量。这一分解过程提供了额外的能量，产生的氧气为后续的燃烧反应提供了充足的氧化剂。

分解后的氧气与煤油混合后，在燃烧室的高温高压环境下迅速发生剧烈的燃烧反应。煤油中的碳氢化合物与氧气充分反应，生成二氧化碳和水，同时释放出巨大的能量，这些能量以高温高压燃气的形式存在。

最后，高温高压燃气通过发动机喷管向外高速喷出，推动火箭克服地球引力飞行。在整个过程中，过氧化氢与煤油协同作用，将化学能高效转化为机械能，为火箭提供强大动力。

对比传统火箭发动机，这款环保发动机主要有三大优势：

其一，环保性能卓越。传统固体火箭发动机常使用含铝或高氯酸铵的推进剂，燃烧后释放氯化氢等有毒气体；液体发动机若采用四氧化二氮/偏二甲肼组合，则会产生剧毒残留物。而新型环保发动机产生的物质对环境的污染极小，使得航天发射更加绿色、可持续。

其二，成本效益显著。过氧化氢和煤油在工业上较为常见，生产和储存技术成熟，获取成本相对较低。这使航天发射的总体成本得以有效控制，有助于航天事业的规模化发展。

其三，性能表现出色。过氧化氢分解产生的高温高压气体，为燃烧反应提供了额外的能量和压力，使得煤油的燃烧更加充分、剧烈，从而提高了发动机的比冲。同时，过氧化氢/煤油发动机还可采用补燃循环设计，即燃气涡轮废气重新注入燃烧室参与二次燃烧，进一步提升热效率。这种设计在维持高推力的同时，支持发动机多次启动和调节推力，适用于卫星轨道修正、深空探测等复杂任务。

多元推进剂助力环保

阿维奥公司研发的环保发动机仅是航天动力绿色化的一小步，随着技术进步，更多新型推进剂组合及动力系统有望登场。

液氧甲烷/液氢多元发动机以液氧作为氧化剂，使用甲烷和液氢作为燃料。液氢是一种极为清洁的燃料，液氧甲烷则具有成本低、易获取的优点，燃烧产物主要是水和二氧化碳。这种发动机能够兼顾高能量和环保性，同时还有望实现可重复使用。

电-化学混合推进火箭发动机结合电能和化学推进剂，通过太阳能电池板或其他电源储存电能，用于电解水制氢和氧，再将氢和氧用作推进剂。在一些任务中，它可以根据需要灵活切换推进模式，更加节能环保。

核热与电推进系统中，核热火箭利用核反应堆加热液氢工质，比冲可达化学发动机的2倍以上；电推进系统则通过电能加速工质，虽推力较小，但适合长期太空任务。

生物燃料基多元推进剂火箭发动机采用生物柴油、生物乙醇等生物燃料与液氧等氧化剂组合。生物燃料属于可再生能源，其生产和使用过程中的碳排放相对较低，来源广泛，可利用农业废弃物、植物油脂等生产。这不仅有助于减少对传统化石燃料的依赖，还能为航天领域的可持续发展做出贡献。

一些金属元素，如镁、铝等，与合适的氧化剂组合，也有可能成为未来环保发动机的推进剂。金属基推进剂有望在深空探测、高超音速飞行等领域发挥更大作用。

相信在不久的将来，更多环保、高效的火箭发动机将不断涌现，为人类的航天梦想插上绿色的翅膀。

分享

微信分享 复制链接

微信扫一扫分享

收藏