液氧在軍事與航天行業(yè)的用途
第二次世界大戰(zhàn)時(shí),德國(guó)首先使用以液氧為氧化劑、酒精為燃料的V-2火箭,液氧用量達(dá)4970kg。英國(guó)也緊接著研制了用液氧和煤油的“藍(lán)光”火箭,用液氧達(dá)57t。為探索月球發(fā)射的阿波羅宇宙飛船,采用液氧和液氫為燃料的運(yùn)載火箭。如發(fā)射阿波羅12號(hào)宇宙飛船,消耗2500t液氧。運(yùn)載航天飛機(jī)的火箭中裝有液氫200t,液氧1200t。中國(guó)長(zhǎng)征3號(hào)第三級(jí)火箭裝有YF73型液氫、液氧發(fā)動(dòng)機(jī),其推力在真空狀態(tài)下為4.5t(約44100N)。
在高空飛行的軍用飛機(jī)中飛行員呼吸要用氧,在戰(zhàn)斗中飛機(jī)要突然加速,也需要向燃燒室加氧。 長(zhǎng)期在海下航行的核潛艇,除人員呼吸要用氧外,燃料電池也需要氧。為了提高常規(guī)動(dòng)力潛艇的作戰(zhàn)范圍、潛航時(shí)間與隱蔽性,各國(guó)紛紛開始研究不依賴外界空氣的動(dòng)力裝置(AIP)。1996年,瑞典制造的世界上第一艘閉式斯特林循環(huán)SE/AIP潛艇“哥特蘭”號(hào)開始服役,標(biāo)志著AIP技術(shù)的實(shí)用化。
目前,德國(guó)和日本已經(jīng)有采用燃料電池技術(shù)的FC/AIP潛艇下水。閉式斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)SE和閉式柴油機(jī)循環(huán)CCDE是較為成熟的兩種AIP實(shí)現(xiàn)方式,此外還有閉式蒸汽輪機(jī)循環(huán)MESMA和進(jìn)入21世紀(jì)后成為熱點(diǎn)的燃料電池FC兩種AIP實(shí)現(xiàn)方式,不論哪種實(shí)現(xiàn)方式,都需要潛艇攜帶的液氧系統(tǒng)提供燃料所需的氧氣。該液氧系統(tǒng)處于潛艇上狹窄空間,對(duì)外形尺寸的控制苛刻,對(duì)絕熱要求高,且必須承受10倍重力加速度的沖擊載荷,生產(chǎn)制造的難度很大。
此外,以液氧飽和可燃性多孔物質(zhì)可制成液氧炸藥。
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