火箭電源

火箭電源

火箭發射的供電設備,分為火箭上電源和地面電源。火箭發射準備時耗電大、時間長,一般都使用地面電源供電,直到火箭起飛前才轉由火箭上電源供電。地面電源一般由發電機組、變流機組組成,供給火箭系統50赫、400赫或500赫的交流電和直流電。

基本介紹

  • 中文名:火箭電源
  • 外文名:rocket electrical power source
電源介紹,電源選擇,電源原理,發展現狀,

電源介紹

火箭發射準備、發射和飛行中的供電設備,分為火箭上電源和地面電源。火箭發射準備時耗電大、時間長,一般都使用地面電源供電,直到火箭起飛前才轉由火箭上電源供電。地面電源一般由發電機組、變流機組組成,供給火箭系統50赫、400赫或500赫的交流電和直流電。
火箭電源

電源選擇

火箭上電源的選擇取決於火箭的飛行條件、使用環境、系統的組成和對電源的要求。用電設備中有的需要大電流短時間工作,有的要求長時間高穩定度的小電流。一般要求電源的體積小、重量輕。火箭上電源分為一次電源和二次電源。一次電源由其他的能源轉變為電能,通常採用化學電源,如蓄電池和燃料電池。火箭常用的蓄電池有鋅銀電池、鎘鎳電池。蓄電池的結構簡單、使用方便、可靠性好和比能量(電池能量與重量之比)較高(鋅銀電池為100~120瓦·時/公斤、鎘鎳電池為20~35瓦·時/公斤),能夠在短時間內提供較大的放電電流(容量為25安時的鋅銀電池能以200~300安的電流強度放電)。這類電池貯存時會有局部放電現象,使容量逐漸減少,需要長期貯存時往往採用化學加熱式自動激活鋅銀電池,電解液與電極不在一起,臨使用前使電解液進入電極處,稱為“激活”,激活時間不超過一秒鐘。燃料電池的比能量、比功率更高,但結構複雜,貯存期短(見氫氧燃料電池)。為了滿足大功率消耗和長時間工作的要求(如巡航飛彈),常採用燃氣渦輪與發電機組成渦輪發電機組作為一次電源。長時間飛行的火箭也可使用核電源

電源原理

鋅銀電池:銀鋅電池電極分別是Ag2O和Zn,電解質溶液為KOH,電極反應為:Zn+2OH--2e-===ZnO+H2O;Ag2O+H2O+2e-===2Ag+2OH-。總反應為Zn+Ag2O===ZnO+2Ag
鎘鎳電池:(Ni-Cd,Nickel-Cadmium Batteries, Ni-Cd Rechargeable Battery)反應放電:
Cd+2NiO(OH)+2H2O===2Ni(OH)2+Cd(OH)2 充電時反應相反。
氫氧燃料電池氫氧燃料電池有酸式和鹼式兩種
若電解質溶液是鹼、鹽溶液則負極反應式為:2H2 + 4OHˉ-4eˉ== 4H20, 正極為:O2 + 2H2O + 4eˉ== 4OHˉ
若電解質溶液是酸溶液則負極反應式為:2H2-4eˉ=4H+,正極為:O2+4eˉ+4H+=2H2O

發展現狀

二次電源由一次電源轉換而來,它為一些儀器提供幾伏至幾十伏直流或幾百赫交流穩壓、穩頻的電源,有時提供幾千伏的高壓穩壓電源。50年代曾用過升壓機、變流機、變頻機等機電式的二次電源,60年代以來,逐步為電子器件構成的固態二次電源所代替。

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