高速红外揭示更安全高燃推进剂
SpaceX载人龙飞船8月首次载人任务后飞溅佛罗里达海岸，舱内两宇航员无法立即离舱。外部技术人员必须确认无肼空气蒸汽——载人飞船高燃推进器用剧毒燃料。现在，普渡大学燃烧研究人员用结合可见光和红外高速相机新技术研究更安全低毒高燃推进剂，考察其爆炸反应。高燃物质接触即瞬间点燃。
“高燃推进剂用到阿波罗时代甚至更早，”普渡Alfred J. McAllister机械工程教授、推进剂/炸药/烟火专家Steven Son说。“可常温储存，混合即刻点燃，比低温燃料更通用可靠。”
虽火箭应用有详细记录，当前高燃燃料对人类操作极危险、对环境有害。与大多数高燃燃料不同，氨硼烷（NH3BH3）是固态材料，常规大气条件稳定。因氢密度，最初开发作氢固态储存介质。但燃烧研究者近期发现其高燃特性，可作混合推进剂一部分。
“真实世界用前，必须理解支配其行为基础燃烧科学，”普渡机械工程助理教授Chris Goldenstein说。“我们用结合可见光和红外成像新方法表征燃烧过程。”
红外成像允许研究人员看燃烧全程火焰化学成分。“每分子有独特光谱指纹，”Goldenstein说。“找特定波长光，可识别空间特定分子分布并知燃烧过程完整度。许多所需波长肉眼不可见，红外成像是唯一看见方式。”
因反应仅几毫秒，研究者用每秒至少2000帧专用相机。高速视频显示显著快速膨胀绿色闪光，展示高燃物质威力。
“通常从极小样本开始，”普渡航空航天博士生Michael Baier说，在Zucrow实验室做实验。“用少量氨硼烷粉末，上方注射器滴微升氧化剂，本例中为白烟硝酸。即使这样也挺大响。那几毫秒给我们所有表征点火所需数据。”
Son说，“多亏红外成像，看大量BO2信号，令我们惊讶。表明氨硼烷实现完全燃烧甚至优于常规硼燃料。”
虽氨硼烷毒性可能低于传统肼基高燃剂，仍相当危险操作，像所有能量材料。但Zucrow实验室1948年起研究推进技术，是学术界极少数完全装备研究能量材料实验室。
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