氮和氦在火箭航天技術中的應用

在現代火箭和航空技術中。大量使用的氣體是氮氣和氦氣。它們的主要應用是：1.作為能源，用于操作各種氣動閥和組件（要操作液氫低溫閥，應使用氦氣）。 2.作為排空替代氣體。吹干并更換液體推進劑填充系統（更換的液氧系統應使用氦氣或氫氣）。 3.給火箭和飛機上的推進劑罐加壓，并對地面推進劑罐加壓，以確保推進劑系統的正常運行（應使用氦氣或氧氣對液氧罐加壓）。 4.在高壓氮氣的驅動下，儲存的火箭發動機立即開始驅動渦輪泵（發動機啟動后，渦輪泵由推進劑氣體發生器提供的氣體驅動）。 5.用氮氣對火箭上的儀表室進行防爆吹掃，并將需要防爆的電氣設備在地面上進行防爆吹掃，用于滅火。 6.用于吹掃火箭發動機系統（根據需要使用氨或氦氣）。 7.填充完成后，將地面管道系統吹凈并用氮氣密封。火箭和航空航天器在飛行過程中使用的氣體存儲在火箭上的鈦球形金氣瓶中。起飛前地面設備和火箭使用的氣體直接由地面氣體供應系統提供。氣體源和氣體供應系統是火箭和航空航天地面設備的重要組成部分。氮氣還用于檢查火箭推進劑艙，發動機系統等的氣密性。為了確保火箭發動機系統的渦輪泵的正常運行，要求該泵在一定的凈正負壓頭下工作以防止氣蝕。因此，必須在火箭起飛前對推進劑箱加壓。氮氣可用作氣動閥的動力源。對于在液氫溫度下運行的某些氣動閥，應使用氦氣控制。氮氣是一種經濟，適合吹散的氣體。這是因為氮氣和推進劑蒸汽的混合沒有著火和爆炸的危險，并且不會對推進劑系統產生不利影響。對于液態氫-液氧火箭發動機，在一定的清潔條件下，必須用氦氣將其吹走。