邓康清，庞爱民，王相宇，刘 学，尹华丽，朱雯娟

(湖北航天化学技术研究所，襄阳 441003)

低温推进剂液氢/液氧因能量高、比冲大、燃气清洁而在火箭领域具有广阔的应用前景[1]。但在4%～8%体积分数的较低的氢气浓度下，液氢具有爆燃的危害，此时燃烧产生的压力波以亚音速传播[2]；在氢气体积分数18.3%～59%情况下，可产生严重的以超音速传播的爆轰的危害[3-4]，液氢的这种易燃、易爆和易渗漏等特性，给贮存、保管、加注和发射带来诸多不便[1]。由液氢泄漏等导致的事故有很多[5]，为此开展了液氢扩散、蒸发和泄漏的规律性研究[6-7]和航天器发射场安全保障技术措施研究[8]，以保证航天发射任务的安全性。以CZ-5为代表的运载火箭是我国全新研制的推力最大、直径最大的新一代重型运载火箭，也是我国第一次采用液氢液氧发动机的运载火箭。这种运载火箭在发射前喷管会直接向发射平台周围环境排放大量的低温氢气，这些低温氢气是火箭发射的最大危险源，与空气混合，形成可燃气团，遇静电或明火，可发生燃烧和爆炸，损坏发射场的设备和设施，甚至影响火箭推进剂贮箱的安全，导致星箭俱毁。针对这一背景，湖北航天化学技术研究所开展了液氢液氧运载火箭用消氢装置的研制。图1为运载火箭发射时消氢装置引燃低温氢气的情况。

(a) Fired hydrogen-eliminated device

(b) Hydrogen-eliminated device ignited LH2

消氢装置是一种特种固体火箭发动机。它在液氢液氧主发动机工作前一定时间点火，利用发动机中推进剂燃烧产生的高温、高速金属粒子流点燃运载火箭发射前从大喷管排出的低温氢气，从而避免大量聚集的氢气成为运载火箭发射的危险源，保证运载火箭发射的安全。……