德国航空航天中心成功测试两种绿色太空燃料
科技日报柏林4月11日电 (采访人员李山)近日 ， 德国航空航天中心(DLR)成功测试了两种先进的“绿色”燃料 ， 有望替代肼基燃料成为下一代太空应用燃料 。
1960年以来 ， 肼类燃料(泛指肼、甲基肼和偏二甲肼)由于良好的能量性能、可以长期保存和冷启动等优点被广泛地用作航天和导弹燃料 。 然而 ， 这些化合物同时具有高挥发性、高毒性、强致癌性等诸多缺点 。 处理这些物质需要高度的安全性 ， 也使其成本高昂 。 随着绿色空间推进技术的快速发展 ， 开发新型高能低毒推进剂燃料成为航空航天领域研究的热点 。
德国航空航天中心在兰帕兹豪森M11综合试验台的试验燃烧室中成功测试的两种新“绿色”燃料是：“自燃离子推进剂”和“HyNOx混合物”(碳氢化合物与一氧化二氮混合) 。 作为污染较少但效率相同的肼类燃料的替代品 ， 它们有望成为下一代太空应用燃料 。
DLR开发的“自燃离子推进剂”由作为氧化剂的过氧化氢和作为燃料的离子液体(熔融盐)组成 。 试验中 ， 过氧化氢和离子液体分别从两个口喷入燃烧室 ， 两种物质接触约15毫秒后自燃 。 这种推进剂有潜力替代已在上级发动机中得到验证的燃料组合：一甲基肼和四氧化二氮 。 它不需要复杂的点火装置 ， 并可以对发动机进行多次点火 ， 有望在大型卫星或航天器的轨道推进系统中得到应用 。
另一种绿色推进剂名为HyNOx混合物 ， 由作为氧化剂的一氧化二氮和作为燃料的乙烷或乙烯预先混合而成 。 与传统的燃料相比 ， HyNOx燃料组合具有更高的比冲 ， 效率更高 ， 没有毒性 ， 原料容易获取且价格便宜 。 此外 ， 一氧化二氮和乙烷具有较高的蒸气压 ， 可用于将燃料泵入燃烧室 。 因此可以取消给燃料箱加压的需求 ， 降低驱动系统的复杂性 。 不过这种燃料也有两个需要注意的问题：一是要避免燃烧室供应管线和储罐的回火；二是要承受较高的温度 ， HyNOx混合物燃烧时能产生3000摄氏度的高温 。
可持续性和环境兼容性在未来的太空旅行中会变得越来越重要 。 DLR太空飞行推进技术研究所化学燃料部门负责人多米尼克·弗罗伊登曼博士说：“为了满足对新型燃料的高要求 ， 从一开始就选择正确的‘化学成分’至关重要 。 ”
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