瑞典科学家发现可制成更好火箭燃料的新分子  

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/05/03 20:23:25
 http://www.dsti.net/Information/News/64439


[据澳大利亚space-travel网站2010年12月22日报道]  瑞典科学家称发现了一种可以制造新火箭燃料的分子,其效率比现有燃料提高20%-30%。  
 
  瑞典研究理事会22日发布的报告表示:瑞典皇家理工学院的研究者们发现了由氮氧基组成的这种新的分子,将其命名为trinitramid。
  
  研究者表示,燃料效率提高可转化为火箭更大的运载量。瑞典皇家理工学院的物理化学教授陶瑞•布林克(Tore Brinck)说“据粗略估算,火箭燃料的效率每增加10%,火箭的载重量就能成倍增加。”“此外,分子中只有氮和氧,这种火箭燃料不污染环境。”
  
  “这种燃料比目前的固体火箭燃料好得多,使用固体火箭燃料,每次发射航天飞机任务都要释放550吨的浓盐酸。”“而新分子的独特之处在于它只含有氮和氧。此前我们只知道有8种这类混合物,而且大部分是在18世纪发现的。”
  
  科学家们正在设法在试验管中制造出足够的混合物,以便检测和分析。布林克说,“尚需观察这种分子在固体状态下的稳定性。” (中国航天工程咨询中心  许红英 侯丹)http://www.dsti.net/Information/News/64439


[据澳大利亚space-travel网站2010年12月22日报道]  瑞典科学家称发现了一种可以制造新火箭燃料的分子,其效率比现有燃料提高20%-30%。  
 
  瑞典研究理事会22日发布的报告表示:瑞典皇家理工学院的研究者们发现了由氮氧基组成的这种新的分子,将其命名为trinitramid。
  
  研究者表示,燃料效率提高可转化为火箭更大的运载量。瑞典皇家理工学院的物理化学教授陶瑞•布林克(Tore Brinck)说“据粗略估算,火箭燃料的效率每增加10%,火箭的载重量就能成倍增加。”“此外,分子中只有氮和氧,这种火箭燃料不污染环境。”
  
  “这种燃料比目前的固体火箭燃料好得多,使用固体火箭燃料,每次发射航天飞机任务都要释放550吨的浓盐酸。”“而新分子的独特之处在于它只含有氮和氧。此前我们只知道有8种这类混合物,而且大部分是在18世纪发现的。”
  
  科学家们正在设法在试验管中制造出足够的混合物,以便检测和分析。布林克说,“尚需观察这种分子在固体状态下的稳定性。” (中国航天工程咨询中心  许红英 侯丹)
”“此外,分子中只有氮和氧,这种火箭燃料不污染环境。”
------------长征的火箭燃料内牛满面啊。。。。。。
z只有氮氧,那发射一次要产生多少硝酸啊


{:ya:}trinitramid好像还木有中文译名,分子式是N(NO2)3


蓝色的应该是氮原子,红色的是氧原子

再补一张
Trinitramide.jpg

{:ya:}trinitramid好像还木有中文译名,分子式是N(NO2)3


蓝色的应该是氮原子,红色的是氧原子

再补一张
Trinitramide.jpg
谢楼上兄台的图。有谁能用软甲画一遍粗略算下键角,估计还是内能蛮大的那种。
strawberry 发表于 2010-12-28 22:12


[quote]trinitramid好像还木有中文译名,分子式是N(NO2)3


蓝色的应该是氮原子,红色的是氧原子

再补 ...
tourbillion 发表于 2010-12-28 21:10
字面翻译是三硝基胺,氮原子sp2杂化,应该是有离域大Pi键存在,稳定性要好些。否则三个硝基都连在一个氮上还了得。
我擦咧,这还是个氧化剂,要配推进剂的哦。
与肼燃烧的方程式如下
N(NO2)3+3N2H4=5N2+6H2O
与煤油(平均为C12H24)燃烧的方程式如下
2N(NO2)3+C12H24=12CO2+4N2+12H2O

[quote]trinitramid好像还木有中文译名,分子式是N(NO2)3


蓝色的应该是氮原子,红色的是氧原子

再补 ...
tourbillion 发表于 2010-12-28 21:10
字面翻译是三硝基胺,氮原子sp2杂化,应该是有离域大Pi键存在,稳定性要好些。否则三个硝基都连在一个氮上还了得。
我擦咧,这还是个氧化剂,要配推进剂的哦。
与肼燃烧的方程式如下
N(NO2)3+3N2H4=5N2+6H2O
与煤油(平均为C12H24)燃烧的方程式如下
2N(NO2)3+C12H24=12CO2+4N2+12H2O
面心六面体?那这个稳定性应该还比较高的
该用户只能删除 发表于 2010-12-30 14:02


   平面六边形吧
铿锵汉子 发表于 2010-12-28 11:17
哼,居然去和固体火箭比
7L的兄台说的有理,应该是有大π键,否则很难想象这玩意儿能稳定······
tourbillion 发表于 2010-12-28 21:10


漂亮的結構式——偶氮衍生物?
tourbillion 发表于 2010-12-28 21:10


說心裡話——滿喜歡這物質的——分子結構好對稱且大自然中目前尚不存在(也可能是尚未發現,不過可能性極小)……
strawberry 发表于 2010-12-28 22:12


這個分子是對稱的當然是π/3,但氮氧雙鍵就不知道了——值得注意的是:那個所謂的氮氧單鍵還是離子鍵——圖沒錯吧?
http://zh.wikipedia.org/zh/%E9%BB%91%E7%B4%A2%E9%87%91

有中文名的……
记得8,9年前还是学生时候曾经读过那期的自然年中review,米国能源部得奖项目一种的一种高内能分子式十字键的。就是2个键十字交叉,互有立体的弧度。

可以分解后的能量。。。而且,最重要的是,非富氮分子。   做xx时候过安检都不容易查出来。  当然,是否能稳定的做推进剂并没有提及。但字里行间觉得能源部的这个奖项是推进剂相关开发的项目。

提这个说的是,并非氮原子多就是高能且膨胀的方向,有时候特殊结构的效果也不错。当然了,成本就不一样了。
ACEFOMIQUZ 发表于 2010-12-30 19:48
这个是固体燃料吧?实际用起来还是要有一些污染的。因为铸造需要,肯定还要添加一定的粘合剂、赋形剂等等,不可能光用自己。不过跟高氯酸盐相比,肯定有数量级的减少。

看文章说它比其他固体燃料效率高,其实就算有污染,光这一条就很有竞争力了。如果无污染,那是锦上添花。

当然是否是合适的固体燃料,不光要看含能率,还要看稳定性、铸造、保存、燃烧特性,以及工业生产难度和制造成本(现在的固体燃料并不算便宜)。如果这些没问题,成本也便宜,像生产化肥似的。那它很可能击败液氧-煤油火箭发动机而成为起飞级的首选。(当然,现实只怕没那么美妙,看进一步消息吧。如果真合适,ATK肯定会下大本钱的。)

氮氧化物,吹散后,混在雨水中,相当于给植物施氮肥,说无污染倒也说得过去。毕竟火箭发射不在城市里,对人的刺激没那么大。不过要说无污染,固体应该还是没法跟液体比吧?

这个是固体燃料吧?实际用起来还是要有一些污染的。因为铸造需要,肯定还要添加一定的粘合剂、赋形剂等等, ...
miaomiaomiao 发表于 2011-1-1 15:15



    你敢说氮氧化物没有危害?对臭氧的危害比氟利昂还大。
这个分子分解的产物应是氮气、二氧化氮和氧气(也可能是二氧化氮和五氧化二氮),氮氧化物是主产物!比UDMH/N2O4火箭毒许多倍。
这个是固体燃料吧?实际用起来还是要有一些污染的。因为铸造需要,肯定还要添加一定的粘合剂、赋形剂等等, ...
miaomiaomiao 发表于 2011-1-1 15:15



    你敢说氮氧化物没有危害?对臭氧的危害比氟利昂还大。
这个分子分解的产物应是氮气、二氧化氮和氧气(也可能是二氧化氮和五氧化二氮),氮氧化物是主产物!比UDMH/N2O4火箭毒许多倍。
突然发现打雷闪电原来是个污染大户,想一想,每年那么多雷雨,那可是制造了多少的NO2污染。应该想办法消灭闪电,保护地球的臭氧层。一定的,ls的可一定要给zy大报告啊,这可是关系人类生存的大事。
----------
利用雷电制化肥
  用一个封闭的玻璃瓶,里面充满空气并插上电极。通电时,电极间就有耀眼的火花闪耀。火花之中,慢慢地有黄色的氮气燃烧的火焰出现。过一会儿,原来无色的空气会变成红棕色,把瓶子打开,迎面就有一股令人窒息的气味,这就是二氧化氮。如果往瓶子里倒些水,摇晃几下,红棕色的气体马上消失,二氧化氮溶解于水变成硝酸。
  自然界的闪电火花有几公里长,温度很高,一定有不少氮和氧化合生成二氧化氮。闪电时生成的二氧化氮溶解在雨水里变成浓度很低的硝酸。它一落到土壤中,马上和其它物质化合,变成硝石。硝石是很好的化肥。有人计算过每年每平方公里的土地上有100克到l000克闪电形成的化肥进入土壤。
  人工闪电制肥实验的作法有很多,这里只举一个例子。有人在田野里竖立三根杆子(制肥器),一般是木杆,杆高约20米,杆距120米,杆子顶部装有金属接闪器,用金属导线 从接闪器一直引到地下埋入土中。建立后,曾进行了两次雷击实验。在每次雷击后对实验地段附近地区的雨水及土壤进行化学分析,测量其中硝酸态氮含量的增减。第一次雷击强度较小,比较明显的范围半径约15米,有效面积约1亩左右。经过土壤分析。结果是约增氮1.88斤至2斤,相当于硫酸铵9.4斤/亩至10斤/亩。第二次雷雨强度较大,以实验 地点为中心50米半径范围内,平均每亩增加2.7公斤,相当于硫酸铵13.55公斤。
  从以上实验可以看到,雷电确实起到了把空气里的氮“固定”到土壤里去的作用。更有趣的是,有人为了验证人工闪电制肥实验的效果,在实验室里用人工闪电做了实验。结果,经过闪电处理的豌豆比未处理的提早分枝,分枝数目也有增加,开花期也提早十天左右;处理过的玉米抽穗提早了七天;处理过的白菜增产15—20%,证明闪电对农作物确有一定好处。
  虽然这些数字只是从次数不多的试验中分析化验的结果,但是它可以直观地说明,闪电可以增加土壤里的氮肥,对农作物的生长有一定好处。
---------------------
其实凡事都有一个度,过犹不及。适量的氮氧化物沉积对生物的群落的生长还是有好处的。而过度的堆积和高浓度的持续性的环境,其刺激性和毒性自然会对其中的生物产生影响,就像污染严重的城市一样。而火箭是将这些抛洒在近百公里的路径上,风一吹,你想让它待在原地都难。

而对于臭氧层一级的,就人类目前的航天活动规模,只怕影响有限。而且现在的固体燃料也未必更加亲善。

另外,环保不环保是相对于以前的固体燃料的。至于和液体发动机相比,我前面已经说得很明白了,仔细阅读。
火箭推进剂是贫氧燃烧,产物中不含氮氧化物,都烧光了
(UDMH/N2O4液体发动机的红烟是点火时候跑出来的)
固体推进剂中的粘合剂、赋形剂都是碳氢化合物,跟煤油相当
剩下污染比较大的只有铝粉燃烧后的氧化铝粉尘

不过航天发射用的都是便宜燃料,至今还用不起CMDB/XLDB/NEPE,新燃料肯定先用在小型化的导弹上
如果氮太多化学性质不稳定,做新一代高能炸药可能更合适,瑞典科学家,又一个诺贝尔