在火箭发动机中使用的推进剂氧化亚氮有哪些优势

凤凰火

液体火箭发动机是当前运载火箭动力的重要基础，在航天发射和深空探测中具有重要意义。对于液体火箭发动机，推进剂为火箭发动机提供能量。推进剂的选择是发动机设计的重要步骤之一，其性能的好坏直接影响到发动机的性能。目前使用的液体推进剂按贮存特性主要可分为以液氢、液氧为代表的低温贮存推进剂，以及基于肼基有毒燃料的贮存推进剂。

低温贮存推进剂贮存性能差，对贮存温度和贮存罐要求高，导致其成本高。后者，即肼基有毒推进剂如甲基肼和单亚甲基二甲肼，以及相应的氧化剂，虽然具有良好的贮存性能，但存在剧毒、腐蚀、致癌、价格昂贵、危险性大等缺点，这在一定程度上限制了航天动力的发展。此外，这些液体推进剂需要与相应的挤压或泵供应系统结合使用，这也增加了发动机的结构质量。

随着生态环境保护意识的增强和航天任务对推力系统要求的不断提高，研制一种易于存储、性能优良、毒性低的推力系统将极大地促进航天动力的发展。一氧化二氮（氧化亚氮、N2O）是一种标准的工业液化气体，在民生和医疗方面有很多应用。其良好的储存、安全、无毒和可分解的特性使其在航空航天推进中也具有优异的性能。

一氧化二氮又称“笑气”，在常温常压下是一种无色气体，有轻微的麻醉作用，能让人开怀大笑，它通常被用作牙科手术中的镇痛剂。一氧化二氮在室温下是稳定的，当温度超过793.15 K时，可以分解成氧气（36.3%）和氮气（63.7%）。产品的成分与空气相似。一氧化二氮的分解反应可以产生大量的热量，绝热反应温度可以达到1913.15 K，并且是自持的。使用催化剂可以加快这一过程并降低初始分解温度。求越来越多，各种姿控小推力发动机也越来越受到重视231。

N2O能以液态形式在空间长期贮存，其饱和蒸气压较高，勿需在轨挤压系统。N20无毒，且与常用结构材料相容，所以系统设计费用和使用维护费用都较低。由于N2O的独特性能，其在小推力火箭发动机中具有广泛的应用前景。N2O在使用中需要注意其浓度变化，工采网建议使用笑气传感器来监测N2O浓度，工采网代理了意大利Novasis 红外笑气传感器-N2O传感器模块 - NG2-F-3，采用双通道非分光红外(NDIR)方式，可自动温度补偿，能需求集成到现有的测量系统或监测仪器中。