安 刚 张 震 杨晓阳 刘海生

(1北京航天试验技术研究所 北京 100074)

(2航天低温推进剂技术国家重点实验室 北京 100028)

1 引言

低温推进剂液氢的饱和温度要远低于常温，其贮罐一般采用真空多层或者发泡绝热方式，不论其贮罐绝热性能多好，都会或多或少地存在液氢蒸发，使贮罐内压力上升。为保证贮罐安全性，需要在充注液氢时留有一定的裕度空间(一般为贮罐容量的10%—20%)，而且贮罐压力达到某一上限时需要对其进行定期放空。这就会造成液氢的损失，增加氢生产、贮存、输运和使用的成本。

为了减少液氢损失，希望尽可能延长液氢无损储存(不放空)的时间。低温推进剂的无损储存系统有主动制冷(有源无损)和被动绝热(无源无损)两种方式可以实现。

对于液氢来说，被动绝热过程中，在无损储存升压过程中可采用催化剂将仲氢转化为正氢，转化过程中会吸收热量，产生制冷作用，利用这个原理可以获得额外的冷量，进一步吸收环境对液氢储罐的漏热，从而延长液氢无损储存的时间。这是由北京航天试验技术研究所提出的一种先进的液氢储存技术。

氢气是双原子分子，两个氢原子核是绕轴自转的。根据两个核自旋的相对方向，氢分子可分为正氢(Ortho-H2)和仲氢(Para-H2)，简写为 o-H2和 p-H2。通常的氢是这两种形式氢分子的混合物，正仲氢之间的平衡百分比仅与温度有关。室温以上的温度时，一般称为正常氢，含正氢75%，仲氢25%。一大气压的液氢饱和温度20.4K下，仲氢的平衡浓度为99.82%。……