航天发射场液体推进剂应用技术

本书是集火箭用液体推进剂的生产、贮存、运输、化验、加注以及运载火箭和航天器动力系统等于一体的专业书籍。

1，太原卫星发射中心航天专家团队编写，编者均为航天发射场一线科技人员，旨在系统总结航天相关基础知识和理论应用，构建完整理论介绍。
2，力主讲清楚液体火箭推进剂“从哪里来”“到哪里去”“干什么用”，细致阐述航天发射场推进剂的转运、转注、化验、加注、废水废液废气（简称为推进剂“三废”）处理等工作，以及航天发射场中发动机的部分仪器设备安装、检查测试等工作，力图做到繁杂而具体、顺迭而有序，为航天发射领域液体推进剂和液体火箭发动机相关部门的工程技术人员使用，也可作为该领域相关专业师生的教材或航天管理人员的参考资料。
3，针对发射场的液体推进剂应用、火箭发动机管理及动力系统测试等进行了详细介绍。

本书是一本集液体推进剂的生产、贮存、运输、化验、加注，以及运载火箭和航天器动力系统必须掌握的一些知识于一体的专业图书。全书共分10章：第1章介绍液体推进剂概念、背景及本书内容脉络；第2章介绍液体推进剂的基础知识；第3章阐述液体推进剂的生产过程；第4章阐述液体推进剂运输的要求、方式和液体贮存的要素、方法、注意事项等；第5章和第6章阐述液体推进剂在航天发射场的化验工作；第7章阐述液体推进剂在航天发射场的转注和加注工作；第8章阐述液体推进剂在火箭发动机中的工作和能量转化过程，以及火箭发动机主要性能参数和工作原理；第9章阐述液体推进剂的安全风险控制工作；第10章阐述推进剂的污染处理工作。本书由航天发射场一线科技工作人员集体编写，是集体智慧和劳动的结晶。
本书适合航天发射领域液体推进剂和液体火箭发动机相关部门的工程技术人员使用，也可作为该领域相关专业师生的教材或航天管理人员的参考资料。

魏海博，硕士，工程师。在航天发射场推进剂应用方向工作十余年，具有较强的理论功底和丰富的实践经验。近年来主持及参与发射场多个推进剂系统的建设工作，获系统内奖励多项。参与编写推进剂相关内部标准及图书6项，发表期刊和会议论文7篇。

目录
前言
第1章概述1
1.1引言1
1.2液体推进剂2
1.2.1液体推进剂的发展历程3
1.2.2液体推进剂选用准则4
1.2.3液体推进剂在发动机中的转化过程8
1.3在用液体推进剂8
1.4航天发射场液体推进剂工作9
1.5本书的主要内容和组织结构10
1.6小结10
第2章液体推进剂基础知识11
2.1概述11
2.2液体推进剂的概念和分类11
2.2.1液体推进剂的概念12
2.2.2液体推进剂的分类12
2.3液体推进剂的理化性质13
2.3.1液体推进剂的理化参数14
2.3.2液体推进剂的材料相容性18
2.3.3燃料的理化性质23
2.3.4氧化剂的理化性质28
2.3.5增压气体理化性质31
2.4液体推进剂的作用过程33
2.4.1液体推进剂的作用场所33
2.4.2液体推进剂的能量转化过程33
2.4.3液体推进剂在火箭发动机中的燃烧过程34
2.4.4液体推进剂作用过程中的化学反应35
2.4.5液体推进剂作用过程中的能量特性37
2.5液体推进剂的发展方向38
2.6小结39
第3章液体推进剂生产40
3.1概述40
3.1.1化工生产40
3.1.2化工生产过程的基本规律41
3.1.3液体推进剂的生产过程42
3.2燃料生产44
3.2.1肼类燃料生产44
3.2.2烃类燃料生产46
3.2.3液氢生产56
3.3氧化剂生产64
3.3.1硝基氧化剂生产64
3.3.2液氧生产66
3.4单组元液体推进剂生产71
3.4.1双氧水单组元液体推进剂生产72
3.4.2HAN和ADN基单组元液体推进剂生产72
3.5小结74
第4章液体推进剂运输和贮存75
4.1概述75
4.2液体推进剂的包装75
4.2.1基本概念76
4.2.2包装容器76
4.2.3包装材料77
4.2.4包装类型77
4.2.5包装标志77
4.2.6充装量78
4.2.7包装安全78
4.3液体推进剂的运输79
4.3.1运输一般要求80
4.3.2主要运输方式83
4.3.3运输特殊要求86
4.4液体推进剂的贮存87
4.4.1贮存要素87
4.4.2常规液体推进剂的贮存92
4.4.3低温液体推进剂的贮存93
4.4.4烃类燃料的贮存95
4.5小结95
第5章液体推进剂化验基础96
5.1概述96
5.2化验依据96
5.3化验时限和时机98
5.3.1基本时限98
5.3.2化验时机98
5.4化验指标99
5.4.1氧化剂化验指标100
5.4.2燃烧剂化验指标102
5.4.3单组元液体推进剂化验指标106
5.4.4增压气体化验指标106
5.5化验质量控制108
5.5.1采样质量控制108
5.5.2过程质量控制109
5.5.3结果质量控制111
5.6小结112
第6章液体推进剂化验方法113
6.1概述113
6.2物理分析法113
6.2.1外观的测定114
6.2.2密度的测定114
6.2.3机械杂质的测定115
6.2.4黏度的测定116
6.2.5闪点的测定117
6.2.6馏程的测定117
6.2.7结晶点与冰点的测定118
6.2.8水溶性酸或碱的测定119
6.2.9露点的测定119
6.2.10气体纯度的测定121
6.3容量分析法122
6.3.1容量仪器122
6.3.2滴定原理125
6.3.3酸碱滴定法126
6.3.4氧化还原滴定法127
6.4仪器分析法128
6.4.1光学分析法128
6.4.2色谱分析法134
6.4.3质谱法140
6.4.4电化学分析法141
6.5液体推进剂化验发展趋势142
6.5.1化验方法发展趋势143
6.5.2化验仪器发展趋势143
6.5.3化学计量学在液体推进剂化验中的应用145
6.6小结146
第7章液体推进剂转注和加注147
7.1液体推进剂的转注147
7.1.1转注设备147
7.1.2转注要求148
7.1.3转注流程148
7.2液体推进剂的加注149
7.2.1加注原理149
7.2.2加注要求151
7.3液体推进剂加注诸元152
7.3.1影响加注诸元的主要因素152
7.3.2加注量诸元的计算153
7.4常规液体推进剂加注154
7.4.1常规加注系统组成154
7.4.2常规加注准备工作163
7.4.3常规加注工作流程166
7.5低温液体推进剂加注167
7.5.1低温加注系统组成167
7.5.2低温加注准备工作流程172
7.5.3低温加注工作流程174
7.6加注典型故障现象机理及防范措施176
7.6.1加注管路水锤现象176
7.6.2加注泵气蚀、气缚现象176
7.6.3低温液体推进剂两相流178
7.7小结179
第8章液体推进剂推力生成过程180
8.1动力系统概述180
8.1.1液体火箭发动机技术特点180
8.1.2增压输送系统技术特点182
8.1.3液体火箭发动机分类184
8.1.4增压输送系统类型185
8.2液体火箭发动机主要性能参数186
8.2.1推力186
8.2.2排气速度187
8.2.3质量流量188
8.2.4特征速度188
8.2.5比冲188
8.2.6推力系数190
8.2.7效率190
8.2.8液体推进剂组元质量混合比191
8.3液体火箭发动机系统组成及工作原理192
8.3.1发动机系统组成192
8.3.2发动机工作原理和工作过程194
8.3.3发动机主要组件及功能197
8.4液体火箭增压输送系统203
8.4.1液体推进剂贮箱204
8.4.2液体火箭输送系统204
8.4.3液体火箭增压系统208
8.4.4典型增压输送系统213
8.5新一代发动机系统介绍215
8.5.1YF100液氧煤油发动机215
8.5.2梅林发动机217
8.5.3猛禽发动机219
8.6小结222
第9章液体推进剂安全风险控制223
9.1液体推进剂的危险性223
9.1.1危险的多重性223
9.1.2造成的危害224
9.1.3爆炸危害分析评估229
9.2液体推进剂安全防护与风险控制234
9.2.1安全防护基本原则234
9.2.2危险源辨识235
9.2.3危险源的风险评价236
9.2.4危险源的风险控制措施238
9.3安全防护技术手段239
9.3.1防火防爆技术239
9.3.2消防灭火技术241
9.3.3防泄漏及堵漏技术244
9.3.4气体监测技术247
9.3.5个体防护技术249
9.4液体推进剂事故应急处置252
9.4.1应急管理252
9.4.2事故现场抢险253
9.5小结255
第10章液体推进剂污染处理256
10.1液体推进剂污染的形成256
10.1.1污染的特点257
10.1.2废气来源257
10.1.3废液来源258
10.1.4废水来源259
10.2液体推进剂污染处理方法260
10.2.1肼类燃料的污染处理260
10.2.2硝基氧化剂的污染处理276
10.2.3烃类燃料的污染处理282
10.2.4低温燃料的废气与废液处理285
10.3液体推进剂污染物检测与排放287
10.3.1气体污染物检测287
10.3.2水污染物检测288
10.3.3土壤污染物检测289
10.4小结289
附录291
附录A航天发射场液体推进剂相关术语291
附录B本书相关理论计算符号294
附录C元素周期表297
附录D常见推进剂理化性质及比冲298
附录E常见元素和根的化合价300
参考文献301