@ 2015.04.17 , 14:40
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月球没有氧气,当初返航的阿波罗登月舱是如何点火的?

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无论是二冲程还是四冲程发动机,单缸还是八缸,我们现今使用的引擎大多是由燃料和空气为主的内燃机驱动;然而,混合汽油和氧并不是唯一生成所需能量来驱动飞船的方法,事实上这种方法有时是最无奈的选择。

在典型的以汽油为燃料的汽车引擎中,生成动力的汽缸都由可上下活动引进新鲜空气和汽油的轴承和活塞组成。当进气阀关闭时,活塞向上移,压缩混合物、增加其温度。火花塞打火,汽油点燃,随后释放热量和能量驱动活塞归位。

相反的另一端活塞(进气阀和火花塞)是一个连接到曲轴的连杆。因此,当活塞被迫下降,它推动连杆,随即曲轴旋转。这个过程在各种机械上,从链锯到福特F-150,被用了无数次。

但是这种方法依赖于大气中的氧气和汽油中的碳相结合,在太空中没人能听到你的尖叫因为没有空气,自然没有氧气。那么火箭这种情况下怎么办?

火箭并不依赖于曲轴,而是靠气体、液体、固体的喷射或辐射通过小开口(喷嘴)产生助推力。和卡车不同,火箭必须自己携带推进剂,而卡车不需要携带氧化剂而可以直接从周边的环境中得到。

要想完成一次有意义的飞航,携带足够的气态氧是不切实际的(不是不可能)。为解决这一问题,研究出了液态和固态的推进剂。

固体推进剂主要有两种类型——同质的和复合的。两者都是燃料和氧化剂混合在一起,被点燃时,两者就能产生动力。同质固体推进剂是独一无二的,其氧化剂和燃料在一起作为一个单独存在的不稳定化合物,不外乎硝基与硝化甘油放一起。

另一方面,复合固体推进剂的燃料和氧化剂是不同的材料组合成一个混合粉状或结晶,通常包含硝酸铵或氯酸盐,或氯酸钾(氧化剂)和一些类型的固体碳氢化合物燃料(类似于沥青或塑料)。

固体推进剂长期以来一直用于运载火箭上,包括航天飞机上每个能产生330万磅推力的发射助推器上。

液体推进剂主要有三种类型:石油型、低温型和自燃型。这三种推进方法都是分别存储它们的氧化剂和燃料直到需要产生推力。当火箭燃料和液体推进剂被点燃,是分别加入燃烧室,结合后最终爆炸,产生必要的推力。

石油液体推进剂,顾名思义,将石油产品(如煤油)和液态氧混合,高浓度的液态氧是有效和强大的推进剂。 因此,这种方法被广泛用于许多火箭,包括第一阶段的土星一号、土星IB和土星五号,以及联盟号飞船。

另一种液体推进剂依靠低温液化气体(超级低温),一个常见方法是混合液化氢(燃料)和液化氧气(氧化剂)。非常高效但难以长期储存,因为需要保证两者的超低温(氢液体需保持在华氏-423度、氧气在-297 华氏度)。低温推进剂只在有限的应用地使用过,尽管这些要包括航天飞机的主发动机、德尔塔四号的一些特定阶段和一些土星火箭。

石油和低温推进剂都需要某种形式的点火,爆破、化学或者电子点火等方法,然而,第三种类型的自燃液体推进剂不需要点火。

即使在室温下,自燃液体推进剂也易于存储,因其自发燃烧性所以应用广泛,比如在操纵系统。因此,即使涉及的材料是高度有毒和腐蚀性的,双曲燃料还是被频繁使用,包括在航天飞机轨道机动系统和阿波罗登月舱。

负责阿波罗登月舱的承包商是格鲁曼公司,其领导下的四个分包商和负责上升推进系统发展的贝尔飞行体系公司,项目工作开始于1963年1月,但工程师直到1968年9月下旬仍在修补提升引擎。那时贝尔的初始燃料喷射器转交给洛克达因公司分包设计,结果后者还建造了引擎。

阿波罗登月舱由航空燃料和四氧化二氮氧化剂为动力的恒定推力引擎驱动。由于自燃材料腐蚀性太强,每次点火都会把引擎烧穿(需要重新复原),结果是在阿波罗宇航员离开月球之前没有测试过引擎(因为一点火就坏)。

本文译自 todayifoundout,由译者 杨二姐 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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TOTAL COMMENTS: 44+1

  1. 云的彼端
    @3 years ago
    2759418

    欲盖弥彰

    [5] XX [18] 回复 [0]
  2. 黑莓
    @3 years ago
    2759420

    如果科罗寥夫还在。。。

  3. 阿巴
    @3 years ago
    2759425

    火箭从来都是自带氧化剂啊,在地球大气层内也是如此

    [74] XX [0] 回复 [0]
  4. 明溪月
    @3 years ago
    2759435

    说的好像月球没有氧气,宇航员就完蛋了似得。。。。

    [25] XX [4] 回复 [0]
  5. 灵舞骷髅
    @3 years ago
    2759451

    到底是登上了没?

    [4] XX [24] 回复 [0]
  6. 奥哈拉的恶魔
    @3 years ago
    2759454

    一点火就坏,起步时离合松太快,熄火就完蛋了

    [35] XX [1] 回复 [0]
  7. 病病毒
    @3 years ago
    2759457

    只关心美国是真登上月球还是造假的。

    [7] XX [42] 回复 [0]
  8. wjyluoqi
    @3 years ago
    2759461

    登月是假的。。。。不存在这种问题。。。。,再说燃料自带氧化剂。

    [5] XX [46] 回复 [0]
  9. 风大算吊毛
    @3 years ago
    2759466

    几天前SPACEX着陆都失败,60年代登月舱在地球上还不能保证安全着陆,69年biu~~~的一下就登月了,而且还能在月球上发射回轨道,逻辑上不是登月造假的话,一定是有外星科技

    [13] XX [62] 回复 [0]
  10. 大鲸
    @3 years ago
    2759467

    哇!原来是这样!!我还以为是一个人拿打火机一个人拿大蒲扇扇一个人吹气供氧其他人围个圈跳祈火舞这样才把它给折腾着的→_→

    [55] XX [4] 回复 [0]
  11. 最恨马赛克
    @3 years ago
    2759474

    愚蠢的人类,还在讨论工质发动机。

    [17] XX [0] 回复 [0]
  12. OrangeOrOrange
    @3 years ago
    2759492

    最后一句话回答了标题 系列…..

  13. 2759493

    成天上网上傻了吧,听风就是雨,人家说阴谋论你就信了?

    美国的LRO月球轨道器已经拍到了月面上许多登月舱着陆架的清晰图像,还有在月球表面放置的仪器,登月宇航员的脚印和月球车的车辙,以及苏联发射的无人月球车。
    http://en.wikipedia.org/wiki/Lunar_Reconnaissance_Orbiter#Imagery   实拍美苏登月痕迹
    中国的嫦娥二号已经拍完了7米分辨率的全月图,上面也能找到阿波罗17号登月舱着陆架,不过因为分辨率限制,这个着陆架在图上只有3个像素大小。
    http://www.cnsa.gov.cn/n1081/n7529/n308608/432939.html

    [55] XX [6] 回复 [0]
  14. 2759502

    @123: 3个像素怎么知道是登陆架,你看,三个像素就像这个逗号一样大,也可能只是块石头呢。

    [8] XX [30] 回复 [0]
  15. 勿使惹尘埃
    @3 years ago
    2759520

    外太空无氧气,神舟返回舱如何点火的?

  16. 2759537

    几乎全篇内容与题目无关

  17. 以撸
    @3 years ago
    2759548

    我觉得质疑登月是否作假的低智商群体最好离开煎蛋。

    [69] XX [19] 回复 [0]
  18. 方丈大人
    @3 years ago
    2759554

    其实一直怀疑美国登月,我觉得他们可能没登上。按当时的发展程度,人类上太空的话可能还有点问题呢。而且近50年为什么没有再登月。不要跟我说什么当初是为了竞争,登月耗费巨资,或者是登月级别低要登其他星球之类的,这种借口。真的好假

    [7] XX [48] 回复 [0]
  19. 阿卡林
    @3 years ago
    2759577

    为什么这么多人反对质疑登月造假呢?连质疑的权利都没有吗?

    [10] XX [19] 回复 [0]
  20. 2759592

    @以撸: 人家最起码还知道质疑一下。你这种别人说什么就深信不疑还感觉智商优越的脑组织缺损症患者才是最可悲的

    [15] XX [37] 回复 [0]
  21. djy0212
    @3 years ago
    2759599

    不明觉厉

  22. sosman
    @3 years ago
    2759613

    这些留言,就像是中世纪的人在讨论地球到底是不是宇宙的中心。
    日心说信徒拿出再给力的铁证,地心说信徒也会声称证据有假。
    不过时代进步了,最起码质疑登月的人不会把阿姆斯特朗绑在柱子上烧死~

    [61] XX [2] 回复 [0]
  23. MEGATRON
    @3 years ago
    2759625

    我也觉得奇怪为什么质疑登月造假会这么多人反对

  24. 西奥笑
    @3 years ago
    2759651

    怀疑登月造假的,别告诉我苏联帮助美国隐瞒了“真相”。

    [14] XX [1] 回复 [0]
  25. 深蓝の日
    @3 years ago
    2759696

    登月是真的证据太多太多了
    http://www.zhihu.com/question/21441 772?rf=219 95267
    这里有一个集合贴,自己看一下就行了
    整天阴谋论阴谋论的就是吃饱了撑的

    [22] XX [4] 回复 [0]
  26. Xavier
    @3 years ago
    2759698

    登月其实是真的。之所以出现登月造假的说法,是因为美国人登月时候接触到了外星文明,而操纵世界的邪恶共济会不想让人们知道真相,不想让人类接触外星文明进入星际社会。

  27. 2759718

    “不外乎硝基与硝化甘油放一起。” 硝基是什么鬼。原文是nitrocellulose。 Nitro 硝化,表示硝基取代 。cellulose 纤维素。 合起来叫硝化纤维

  28. 神之疯神
    @3 years ago
    2759767

    @MEGATRON: 突然发现身边出现这么多SB任何智商正常的人都会立马表态划清界限的

  29. 2759798

    還真有人會傻到不知道火箭自帶氧化劑?

    管你什麼地方發射,就算在地球發射,火箭也一樣用的是自帶的氧化劑

    登月陰謀這種老掉牙的東西竟還有人提啊??

  30. 2759942

    @阿卡林: 没有人禁止“登月质疑者”和“登月阴谋论者”说话啊,只是说出来就会被嘲笑而已,这些人有说话的权利,别人也有嘲笑他们的权利,彼此彼此。

  31. 小鱼儿
    @3 years ago
    2759953

    @方丈大人:
    – 在老爷车里加火箭燃料也能跑200km/h,但是你会吗?土星5号满载时候那能量储存比核弹还大,一个F1号引擎三层楼高,试车几十次都不通过。
    – 当年美苏太空竞争的时候,基本就是拼了命上项目,每个十几天发射一个卫星的场景现在当然不可能看到,一方面是没有必要,因为当时没有把经济负担考虑在内,现在发射一颗卫星经济回报比过去高多了。
    – 另一方面是,登月在当时是一个statement,多多少少有种第一个跑完100米的味道,跑完之后也许就不会再冲终点线。相比起来,空间站的发展有更高的经济回报。苏联先回过神来,然后美国学习苏联简历空间站去了。。。。。
    – 所以没登月不是技术问题,有更多的因素。

  32. 2759958

    @阿卡林: 那其他人就没有反对反对的权利吗

  33. 昊天通明宫
    @3 years ago
    2759973

    @风大算吊毛: 居然把火箭主体部分在地球回收与登月仓在月球降落相比,这种智商就别呆在这儿,去耍微博,聊qz不行吗?

  34. 2760011

    我了个大曹 幸好那些神奇阴谋论的ooxx数还是能给煎蛋带来一丝丝安慰。。

  35. 追马
    @3 years ago
    2760013

    我也质疑登月是美帝伪造的,没有证据,单纯恶心一下

    [0] XX [13] 回复 [0]
  36. 绝念梦依然
    @3 years ago
    2760014

    当年苏联无数设备盯着月球方向,若是登月造假,早打脸了!

  37. 2760080

    记得有个人说“他们的运气还真不错”居然能安全回来

  38. PixelBird
    @3 years ago
    2760135

    胡猴子表示不服

  39. 2760195

    @以撸: 煎蛋存在的目的就是要解惑。我倒是觉得你这种简单粗暴态度的家伙不适合在煎蛋呆着

  40. 鲁兹菲尔
    @3 years ago
    2760433

    你真的会拿氯酸钾还有硝酸铵或者更狠的硝化甘油来当燃料?!想找炸是吗

  41. 阿姆斯特朗
    @3 years ago
    2760454

    想说NASA登月其实不止一次,不知道阴谋论者会不会打我。

  42. 鸡仔
    @3 years ago
    2760465

    那么点的一下子,是怎么燃烧的?说半天也没说清,那外星科技有的话半个世纪前人类的科技水平能解读吗?就像现在四轴无人机,给100年前的科学家,也造不出来。即便美国的51区真有外星科技,也必须要相应的外星人指导才可能制造出来。

  43. 2760956

    @以撸: 只离开煎蛋哪儿够啊?

  44. 3050531

    果然有人提到共济会。共济会真有那么牛逼,你还敢随便提及它而不被删帖不会被跨省?

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