超级军网请教，美国RP-1燃料成分，和中国精炼煤油有什么区别？
来源：百度文库 编辑：超级军网 时间：2024/04/30 12:22:47
美国宇宙神火箭用的是我们俗称的液氧煤油，但是实际上这种燃料准却名称是RP-1
请问谁知道这燃料和中国那种精炼航天煤油有什么区别？
实际RP-1燃料比没有人们想的这么便宜，所以美国人又盯上了随处可见的天然气
美国军方有JP-5,JP-8航空燃料，谁知道这个RP-1是什么玩意？
美国宇宙神火箭用的是我们俗称的液氧煤油，但是实际上这种燃料准却名称是RP-1
请问谁知道这燃料和中国那种精炼航天煤油有什么区别？
实际RP-1燃料比没有人们想的这么便宜，所以美国人又盯上了随处可见的天然气
美国军方有JP-5,JP-8航空燃料，谁知道这个RP-1是什么玩意？
RP-1，别称火箭推进器-1号，是高度提炼的煤油，类似航空煤油。虽然比冲比液氢低，但更廉价，室温下更稳定，更安全，同样体积的燃料产生的冲量，也就是密度比冲比液氢大。
早期火箭使用的燃料是酒精，后来发现碳氢燃料效率更高，密度更高。但是燃烧的时候，燃烧室压力温度太高，发动机质量会收缩，温度难以控制。原始的煤油会分解和聚合。因为煤油是混合物，轻质量的成分会产生气泡，重质量的成分会产生沉积物，沉积在发动机上，并阻塞狭窄的冷却通道，缺乏冷却则进一步提升了燃烧室的温度，加速了煤油的分解。如此恶性循环，很快发动机就完蛋了。
于是化学家造出来能抗热不分解的碳氢燃料，也就是航天煤油RP-1.
首先，硫的含量必须严格控制，因为化石燃料都含有硫。而且硫在高温下会腐蚀金属，也会加剧碳氢燃料的聚合。
烯烃和芳香烃降到很低的水平。这些不饱和的碳氢化合物不仅在高温下，在储存中都会聚合。也因为烯烃和芳香烃的含量低，RP-1比柴油更无毒，更不用说有毒的汽油了。
人们合成了更合适的同分异构体，消除了线形的烷烃，取而代之的是高度分支和环状的分子。这增加了抗热分解的能力，并提高了辛烷值【也就是抗爆裂的能力】。而航空煤油，对抗热分解和同分异构体成分的要求就低很多。
在生产中，这些要求非常严格。因为余渣会阻塞燃料管线和发动机通道，磨损阀门和涡轮泵轴承。稍微重一点，或者轻一点的成分，都会影响润滑效果，并在储存中就分层了。RP-1主要就是12个碳原子的分子，因为没有轻碳分子，RP-1 有较高的燃点，因此比汽油甚至柴油更不容易发生火灾。
俄罗斯人的火箭煤油非常类似RP-1，被称为RG-1，其密度更高，0.82-0.85克每升，而RP-1 是0.81。煤油箱的四周和上面是氧箱，下面是液氮箱。
碳氢燃料发动机一般是富燃燃烧【也就是缺氧燃烧】，会产生CO。连液氢也是富燃燃烧。一些俄罗斯发动机在燃气发生器预燃是富氧燃烧，但主燃烧室还是富燃燃烧。比冲方面，煤油发动机是270-360秒，液氢发动机是370-465秒。
当发动机关机，燃料流动就停滞了，但发动机依然是热的。如此残余燃料就会聚合，甚至在高热点碳化。就算是没有高热点，重的燃料成分还是会产生残余，这个情况在汽油机，柴油机，航空发动机上都有，但是火箭队沉积物更敏感。火箭发动机分分秒秒都在测量，以防止产生沉积物。因此，煤油发动机就必须拆解和大修清理沉积物，从而增加了成本。无论重复，还是不重复使用，这都是个问题，因为在火箭起飞前，发动机必须在地面进行多次试车测试。就是在不点火的测试中，还是会留下残余物。
另外，在燃烧室压力低于6.9MPa的时候，煤油会产生煤灰沉积物，沉积在喷管的内侧和燃烧室。不过现代发动机一般压力都在6.9MPa以上，因此不会产生明显问题。比如YF-100的室压是18MPa。
重碳氢燃料发动机已经改进了成分和运行循环，通过更缓慢的冷却，以更好控制燃料残余的产生。但未分解燃料残余的问题依然存在。一些工程师索性跳过这个问题，改用更轻的碳氢化合物比如甲烷，丙烷，它们都是易挥发，因此燃料残余就直接挥发掉了。如果必需的话，就加一些清洁剂让残余燃料分解成甲烷或者丙烷，直接挥发掉，如此就不会沉积了。但甲烷容易挥发就意味着难以储存，所以人们还是首选煤油。
对地面人员而言，难挥发的煤油带来了安全。但是在飞行中，煤油箱就需要单独的加压系统，当燃料快耗尽的时候，煤油就难以再靠自身重力流入燃烧室，而必须有额外气压推动之。一般而言，这是一个单独的液体高压惰性气体储箱，比如液氦或者液氮。这就增加了额外的成本和重量。而低温或者易挥发的推进剂一般就不需要这样一个单独的加压系统，因为推进剂自己就挥发形成了气体，从而有了气压。少数高度挥发的推进剂的设计甚至不需要气体循环，一些液体自动就挥发成气体填充储箱。
一般燃气发生器产生的气体会被直接排出【燃气发生器发动机】，或者排入燃烧室【高压补燃发动机】，而一些火箭则使用从燃气发生器产生的气体来给储箱加压，这自然减少了一个单独排气系统的重量，但储箱和管道就必须承受高热活跃的气体，而不是液氮液氦这样冷和惰性的气体。
除了沉积物这个缺点，RP-1还有成本的问题。理论上，任何原油都可以经过处理生产RP-1。但实际上，只有少数油田的油品才可以。再加上狭窄的市场【仅限于火箭发动机】，因此RP-1比汽油柴油都贵很多。极少数发动机试图使用更普遍使用的航空煤油，甚至柴油。通过采纳更好的冷却方法，使发动机可以承受非最优的成分。
RP-1当然不如液氢环保，因为这就和汽车和飞机一样，会产生CO和碳氢，氮氢废气排放。最环保的还是液氢，只产生水，多余的氢气地球引力都锁不住，会挥发到宇宙中去。
早期火箭使用的燃料是酒精，后来发现碳氢燃料效率更高，密度更高。但是燃烧的时候，燃烧室压力温度太高，发动机质量会收缩，温度难以控制。原始的煤油会分解和聚合。因为煤油是混合物，轻质量的成分会产生气泡，重质量的成分会产生沉积物，沉积在发动机上，并阻塞狭窄的冷却通道，缺乏冷却则进一步提升了燃烧室的温度，加速了煤油的分解。如此恶性循环，很快发动机就完蛋了。
于是化学家造出来能抗热不分解的碳氢燃料，也就是航天煤油RP-1.
首先，硫的含量必须严格控制，因为化石燃料都含有硫。而且硫在高温下会腐蚀金属，也会加剧碳氢燃料的聚合。
烯烃和芳香烃降到很低的水平。这些不饱和的碳氢化合物不仅在高温下，在储存中都会聚合。也因为烯烃和芳香烃的含量低，RP-1比柴油更无毒，更不用说有毒的汽油了。
人们合成了更合适的同分异构体，消除了线形的烷烃，取而代之的是高度分支和环状的分子。这增加了抗热分解的能力，并提高了辛烷值【也就是抗爆裂的能力】。而航空煤油，对抗热分解和同分异构体成分的要求就低很多。
在生产中，这些要求非常严格。因为余渣会阻塞燃料管线和发动机通道，磨损阀门和涡轮泵轴承。稍微重一点，或者轻一点的成分，都会影响润滑效果，并在储存中就分层了。RP-1主要就是12个碳原子的分子，因为没有轻碳分子，RP-1 有较高的燃点，因此比汽油甚至柴油更不容易发生火灾。
俄罗斯人的火箭煤油非常类似RP-1，被称为RG-1，其密度更高，0.82-0.85克每升，而RP-1 是0.81。煤油箱的四周和上面是氧箱，下面是液氮箱。
碳氢燃料发动机一般是富燃燃烧【也就是缺氧燃烧】，会产生CO。连液氢也是富燃燃烧。一些俄罗斯发动机在燃气发生器预燃是富氧燃烧，但主燃烧室还是富燃燃烧。比冲方面，煤油发动机是270-360秒，液氢发动机是370-465秒。
当发动机关机，燃料流动就停滞了，但发动机依然是热的。如此残余燃料就会聚合，甚至在高热点碳化。就算是没有高热点，重的燃料成分还是会产生残余，这个情况在汽油机，柴油机，航空发动机上都有，但是火箭队沉积物更敏感。火箭发动机分分秒秒都在测量，以防止产生沉积物。因此，煤油发动机就必须拆解和大修清理沉积物，从而增加了成本。无论重复，还是不重复使用，这都是个问题，因为在火箭起飞前，发动机必须在地面进行多次试车测试。就是在不点火的测试中，还是会留下残余物。
另外，在燃烧室压力低于6.9MPa的时候，煤油会产生煤灰沉积物，沉积在喷管的内侧和燃烧室。不过现代发动机一般压力都在6.9MPa以上，因此不会产生明显问题。比如YF-100的室压是18MPa。
重碳氢燃料发动机已经改进了成分和运行循环，通过更缓慢的冷却，以更好控制燃料残余的产生。但未分解燃料残余的问题依然存在。一些工程师索性跳过这个问题，改用更轻的碳氢化合物比如甲烷，丙烷，它们都是易挥发，因此燃料残余就直接挥发掉了。如果必需的话，就加一些清洁剂让残余燃料分解成甲烷或者丙烷，直接挥发掉，如此就不会沉积了。但甲烷容易挥发就意味着难以储存，所以人们还是首选煤油。
对地面人员而言，难挥发的煤油带来了安全。但是在飞行中，煤油箱就需要单独的加压系统，当燃料快耗尽的时候，煤油就难以再靠自身重力流入燃烧室，而必须有额外气压推动之。一般而言，这是一个单独的液体高压惰性气体储箱，比如液氦或者液氮。这就增加了额外的成本和重量。而低温或者易挥发的推进剂一般就不需要这样一个单独的加压系统，因为推进剂自己就挥发形成了气体，从而有了气压。少数高度挥发的推进剂的设计甚至不需要气体循环，一些液体自动就挥发成气体填充储箱。
一般燃气发生器产生的气体会被直接排出【燃气发生器发动机】，或者排入燃烧室【高压补燃发动机】，而一些火箭则使用从燃气发生器产生的气体来给储箱加压，这自然减少了一个单独排气系统的重量，但储箱和管道就必须承受高热活跃的气体，而不是液氮液氦这样冷和惰性的气体。
除了沉积物这个缺点，RP-1还有成本的问题。理论上，任何原油都可以经过处理生产RP-1。但实际上，只有少数油田的油品才可以。再加上狭窄的市场【仅限于火箭发动机】，因此RP-1比汽油柴油都贵很多。极少数发动机试图使用更普遍使用的航空煤油，甚至柴油。通过采纳更好的冷却方法，使发动机可以承受非最优的成分。
RP-1当然不如液氢环保，因为这就和汽车和飞机一样，会产生CO和碳氢，氮氢废气排放。最环保的还是液氢，只产生水，多余的氢气地球引力都锁不住，会挥发到宇宙中去。
宇宙神 发表于 2015-9-22 19:14
RP-1，别称火箭推进器-1号，是高度提炼的煤油，类似航空煤油。虽然比冲比液氢低，但更廉价，室温下更稳定， ...
果然宇宙神火箭用的燃料还得宇宙神来科普
RP-1，别称火箭推进器-1号，是高度提炼的煤油，类似航空煤油。虽然比冲比液氢低，但更廉价，室温下更稳定， ...
果然宇宙神火箭用的燃料还得宇宙神来科普
hase_back 发表于 2015-9-22 19:17
果然宇宙神火箭用的燃料还得宇宙神来科普
转发而已。
果然宇宙神火箭用的燃料还得宇宙神来科普
转发而已。据说毛子的精炼煤油也是某个油田的特产，其他的油田产不了，主要是硫含量极低。
RP-1就是火箭推进剂1号，这是北美Rocketdyne为纳瓦霍计划开发的一种火箭燃料，取代V-2导弹的酒精燃料，目前只有RP-1和苏联航天煤油的对比资料，苏联航天煤油的能量更高，这可能也是苏联煤油火箭发动机比冲高的一个原因吧？
SaturnV 发表于 2015-9-22 19:26
RP-1就是火箭推进剂1号，这是北美Rocketdyne为纳瓦霍计划开发的一种火箭燃料，取代V-2导弹的酒精燃料，目前 ...
恩 ，中国的航天煤油参数有吗？
RP-1就是火箭推进剂1号，这是北美Rocketdyne为纳瓦霍计划开发的一种火箭燃料，取代V-2导弹的酒精燃料，目前 ...
恩 ，中国的航天煤油参数有吗？
煤油本来就是混合物，具体成分每批次都不能保证一样
从这一点上看，液氢和甲烷确实更有优势
从这一点上看，液氢和甲烷确实更有优势
hase_back 发表于 2015-9-22 19:32
恩 ，中国的航天煤油参数有吗？
没有，其实我很想了解一下含硫量更低的RP-2，好像没见过具体应用啊？
恩 ，中国的航天煤油参数有吗？
没有，其实我很想了解一下含硫量更低的RP-2，好像没见过具体应用啊？
SaturnV 发表于 2015-9-22 19:40
没有，其实我很想了解一下含硫量更低的RP-2，好像没见过具体应用啊？
我记得那看到一个 关于煤制油提炼航天煤油的报道，中国的，还拿发动机试车了
没有，其实我很想了解一下含硫量更低的RP-2，好像没见过具体应用啊？
我记得那看到一个 关于煤制油提炼航天煤油的报道，中国的，还拿发动机试车了
我记得那看到一个 关于煤制油提炼航天煤油的报道，中国的，还拿发动机试车了
如果是用国内的油田产油制造的话，成本应该会比较高吧？
如果是用国内的油田产油制造的话，成本应该会比较高吧？
看过一个报道，说这种煤油我国是从煤里提炼出来的，比通常煤油热值更高。
你再看看 发表于 2015-9-22 20:43
如果是用国内的油田产油制造的话，成本应该会比较高吧？
中国的石油品质很差。好像听说才考虑用煤来提炼。
如果是用国内的油田产油制造的话，成本应该会比较高吧？
中国的石油品质很差。好像听说才考虑用煤来提炼。
神华集团的煤制油
中国的石油品质很差。好像听说才考虑用煤来提炼。
谢天谢地，幸亏我国优质煤多
谢天谢地，幸亏我国优质煤多
中国油质最好的油田在青海冷湖，出产的原油呈淡棕色，属于高热值轻质原油，以前可以直接用来开车，但早已干涸。