氮和氦在火箭航天技术中的应用

在现代火箭和航空技术中。大量使用的气体是氮气和氦气。它们的主要应用是：1.作为能源，用于操作各种气动阀和组件（要操作液氢低温阀，应使用氦气）。 2.作为排空替代气体。吹干并更换液体推进剂填充系统（更换的液氧系统应使用氦气或氢气）。 3.给火箭和飞机上的推进剂罐加压，并对地面推进剂罐加压，以确保推进剂系统的正常运行（应使用氦气或氧气对液氧罐加压）。 4.在高压氮气的驱动下，储存的火箭发动机立即开始驱动涡轮泵（发动机启动后，涡轮泵由推进剂气体发生器提供的气体驱动）。 5.用氮气对火箭上的仪表室进行防爆吹扫，并将需要防爆的电气设备在地面上进行防爆吹扫，用于灭火。 6.用于吹扫火箭发动机系统（根据需要使用氨或氦气）。 7.填充完成后，将地面管道系统吹净并用氮气密封。火箭和航空航天器在飞行过程中使用的气体存储在火箭上的钛球形金气瓶中。起飞前地面设备和火箭使用的气体直接由地面气体供应系统提供。气体源和气体供应系统是火箭和航空航天地面设备的重要组成部分。氮气还用于检查火箭推进剂舱，发动机系统等的气密性。为了确保火箭发动机系统的涡轮泵的正常运行，要求该泵在一定的净正负压头下工作以防止气蚀。因此，必须在火箭起飞前对推进剂箱加压。氮气可用作气动阀的动力源。对于在液氢温度下运行的某些气动阀，应使用氦气控制。氮气是一种经济，适合吹散的气体。这是因为氮气和推进剂蒸汽的混合没有着火和爆炸的危险，并且不会对推进剂系统产生不利影响。对于液态氢-液氧火箭发动机，在一定的清洁条件下，必须用氦气将其吹走。