[发明专利]铝多孔介质

说明书

相关申请的引用

本申请要求2009年7月7日提交的题为“Propulsion Systems andComponents Thereof”的美国临时专利申请号61/223,611的优先权，其通过引用方式以其公开或教导的全部内容明确结合于本文中。另外，本申请涉及2007年12月4日提交的题为“Spark-Integrated Propellant Injector HeadWith Flashback Barrier”的美国专利申请号11/950,174、以及2009年12月8日提交的题为“Regeneratively Cooled Porous Media Jacket”的美国专利申请号12/633,770。另外，本申请涉及：题为“Tiered Porosity FlashbackSuppressing Elements For Monopropellant Or Pre-Mixed BipropellantSystems”的美国专利申请号______(代理档号：488-011-USP1)、题为“Flashback Shut-off”的美国专利申请号12/83 1,767(代理档号：488-011-USP3)、以及题为“Detonation Wave Arrestor”的美国专利申请号12/831,703(代理档号：488-011-USP2)，上述三者均于2010年7月7日提交，其同样通过引用方式以其公开或教导的全部内容明确结合于本文中。

背景技术

单组元推进剂(单元推进剂、单组分推进剂，monopropellant)是单一液体，其用作燃料和氧化剂。在有适当的催化剂存在的条件下，在引入高能火花以后、或在引入类似的点源点火装置(point source ignitionmechanism)以后，单组元推进剂分解成热气。单组元推进剂，例如，可以用于液体推进剂火箭发动机。单组元推进剂的一个常见实例是肼，其经常用于航天器姿态控制喷射器。另一个实例是HAN(羟基硝酸铵(硝酸羟胺))。

另一种形式的推进剂称作双组元推进剂，其由通常分开存放的两种物质构成：燃料和氧化剂。每当采用燃烧过程时，燃烧组分的预混合可能是可取的。可以受益于燃烧之前的预混合的燃料的实例包括但不限于天然气、汽油、柴油、煤油、乙烷、乙烯、乙醇、甲醇、甲烷、乙炔、以及硝基甲烷。可以和所述燃料预混合的氧化剂的实例包括但不限于空气、氧气/惰性气体混合物、氧气、一氧化二氮、以及过氧化氢。可以以许多不同比例来混合燃料组分和氧化组分以制成预混合双组元推进剂，因而获得所期望的燃烧反应。本文描述的回火制止元件(逆燃制止元件)尤其涉及其中在进入燃烧室之前混合燃烧组分的任何情况。

化学反应单组元推进剂和预混合双组元推进剂包含通过热分解和/或燃烧来释放化学能的成分。通过设计在化学反应室(其中发生大部分化学能释放)内的机构来引发化学能释放。通常，将上述引发机构合并在化学反应室的喷射头的附近。

突燃(爆燃，deflagration)是常见形式的燃烧，其中火焰速度以小于声音的速度进行传播。突燃通常伴随低压。然而，封闭式(contained)或加压燃烧可导致更强大的爆轰现象。

爆震(爆轰，detonation)是特征在于超音速火焰锋面传播的现象。通常伴随爆震波(爆轰波)的是压力/温度尖峰和冲击波。物理学和相应的反应现象充分地不同于突燃，以保证分开的指示(designations)和分析。上述条件可导致包含巨大力量的短暂现象，其可以用于破坏性的或精心控制的建设性目的(constructive purpose)。

点火源是导致化学燃烧过程启动的任何能量机制。在燃烧反应中，反应物处于比燃烧以后的产物更高的能量状态。然而，为了释放存储在反应物的化学键内的能量，必须首先提供一定量的能量(活化能)。在燃烧过程中引发能量的来源称作点火源。存在许多点火源，其包括但不限于电火花、催化剂(通过提供可以增加反应的化学动力学的表面来降低活化能的物质)、热源、冲击负载、压缩、或它们的任何组合。

如果点火源存在于可爆轰混合物/可爆轰单组分，尤其是单组元推进剂和预混合双组元推进剂的下游，则火焰可以通过供给管线(feed line)传播并进入储存容器(还称作“回火(逆燃，flashback)”)，从而引起灾难性系统故障。在可爆震混合物下游的点火源可引起爆震向上游传播。