火箭发动机

火箭发动机或火箭发动机是通过逆着驱动器的方向喷射支撑质量来产生驱动力（推力）的驱动器。 因为它们不会从外部吸入任何物质并以更快的速度再次排出，所以它们独立于环境发挥作用，即也在真空中。 它们最初是为火箭飞行而开发的。

火箭发动机的工作基于牛顿第三定律框架内的反冲原理（另请参见反冲驱动）。 弹射支撑质量的速度越高，发动机效率越高，火箭可能的速度变化“delta v”就越大。 火箭发动机不仅用作火箭、运载火箭和航天器的推进系统，还用于飞机和特种陆地车辆（如火箭车）。 火箭发动机广泛应用于军事领域，用于推进弹道导弹或反应弹（如火箭筒）或反应鱼雷。

火箭发动机有不同的版本，并且为减少火箭发动机en所需的资源做了很多努力。

大多数（但不是全部）火箭发动机都是内燃机：它们通过燃烧燃料和氧化剂，在非常高的温度下加热燃烧室中的支撑质量（通常是燃烧产物），并通过孔口释放气态形式的高能产物. 燃烧时释放的热能和由此产生的燃烧室压力在逸出时转化为动能，从而根据反冲原理产生推力。 燃烧室的特殊形状的出口开口称为喷嘴，它用于增加出口速度（导致更高的推力）和增加燃烧室的内部压力（有利于燃烧过程）。 一种常用的喷嘴类型是拉瓦尔喷嘴。 喷嘴必须冷却，这可以通过涂层或内部冷却管线实现，燃料通常是低温的，通过这些管线流动。 理想情况下，射流放松到环境压力； 这在真空中或出于实际原因（长度和重量）是不可能的，因此喷嘴的设计是一种妥协，是驱动设计的一部分。

火箭发动机的一个基本参数是比冲，它描述了驱动器的效率，即冲量与消耗的燃料质量之间的比率。 它具有 - 在 SI 单位中 - 单位 m/s 和 z。 B. 对于 2450 m / s 的固体发动机，液体发动机，例如 4444 m / s 的航天飞机。

附加组件通常是燃料容器、燃料泵和随身携带的冷却系统。

火箭在其火箭发动机的整个生命周期内都会失去质量（请注意，如果推力保持不变，则加速度会因此增加）。 使用化学火箭推进，燃料消耗非常高，因此这种效果比使用核火箭发动机重要得多，核火箭发动机加热通过核反应喷射的气体。 包括离子驱动器在内的电动火箭发动机消耗的燃料更少。

火箭推进是迄今为止xxx可以进行太空旅行的推进方式。 为了在我们的太阳系内加速，通常使用摆动方法来节省燃料。 在太空旅行中讨论的火箭推进的替代方案是没有反应质量的推进系统，例如太阳帆、带轨道炮的发射机构等； 关于使用反物质或虫洞的引擎有很多猜测。

火箭发动机在军用航空中用于快速启动。 在个别情况下，它们也用于汽车，例如用于创造速度记录。 在爱好领域、模型构建和玩具中也有应用：这里经常使用压缩空气火箭和水火箭。

火箭发动机有几个组和许多变体：

• 化学火箭发动机
  • 固体火箭
  • 液体火箭（单组元、双组元）
  • 混合导弹
• 太阳能热火箭发动机
• 核火箭发动机（另见：NERVA）
• electrical 火箭发动机
  • 离子引擎、热电弧引擎、Resistojet 等。
• Kaltgas-火箭发动机.

当今最广泛使用的火箭发动机是对矿石进行化学反应的模型产生所需的能量。 有大量模型仅在理论上提出或仍在开发中。

化学火箭发动机（与其他一些发动机不同）完全独立于其环境运行。 它通常是像吸气式喷气发动机一样的内燃机，但与此相反，它不依赖空气中的氧气作为氧化剂。 或者，可能会发生一些其他（放热）化学反应而不是燃烧，以及仅仅是分子分解（两者都非常罕见）。 然而，所有必要的设备总是随身携带，例如燃料燃烧所必需的氧气。 因此，发动机也可以在真空中工作。

以下三种形式的化学推进器（基于氧燃烧）是常见的，并且在消耗品的储存状态上有所不同：

油箱也是燃烧室。 前燃烧器和中央燃烧器之间存在区别，在前燃烧器中，圆柱形燃料块从端部（恒定的圆形燃烧表面）燃烧，在中央燃烧器中，具有圆柱形、星形或其他棱柱形横截面的燃烧通道贯穿其中燃料块的整个长度，它从内部燃烧（棱镜套形式的焦表面，根据通道横截面，焦表面区域的进展曲线结果）。 前额燃烧器会长时间产生低推力，中央燃烧器会在短得多的时间内产生非常高的推力； 因此，所谓的助推器大多设计为中央燃烧器。

可以从燃料的稠度导出各种特性。 您不需要任何供应管线、控制阀或泵，因为反应物质已经在燃烧室中。 军用火箭几乎总是设计成固体燃料火箭。 固体燃料火箭的另一个优点是可以实现高推力。 然而，缺点包括对推力和工作时间的调节不佳。 点火后不能取消或重新开始燃烧。

然而，固体燃料火箭最重要的优势是推力大，航天飞机的固体助推器xxx推力可达14.5兆牛顿，是迄今为止使用过的xxx大的火箭发动机。 xxx的液体发动机，土星五号的 F-1，达到了大约 6.9 兆牛顿的xxx值。

液体火箭发动机的设计允许推力调节、长时间工作和相对便宜的再利用。 在液体火箭发动机中，燃料和（除非是monergol发动机）氧化剂储存在发动机外部。 它们也可以设计成只需很少的额外努力即可重新点燃，因此发动机在飞行过程中可以有多个燃烧阶段。

操作材料通常是腐蚀性很强的化学品或冷液化气体。 两者都必须储存在特殊的耐腐蚀或绝缘罐中，以防止气体蒸发或侵蚀容器壁。

由于燃料必须储存和泵送，液体燃料火箭通常比固体燃料火箭复杂得多。 大多数高能燃料在燃烧室中产生高达 4000 开尔文的温度，这需要使用高耐热材料和高效冷却。 氧化剂和燃料可用于冷却。 由于气体处于液态的高压下，各种组件由于温度低可以使用热交换器进行冷却。

在液体火箭发动机中，燃料或多种燃料必须克服那里存在的压力输送到燃烧室中。

• 根据压缩气体输送的原理，罐被加压（通常使用氦气或其他惰性气体）。这限制了燃烧室压力，因此仅适用于低功率系统，但由于需要更少的部件，因此提高了可靠性.
• 泵输送允许高压和输出，而无需为燃烧室压力设计整个油箱结构。 这些系统的更大复杂性是不利的。 例如，这些泵可以使用辅助燃料运行，也可以通过涡轮机直接使用主要燃料运行，但有以下额外区别：

对于带泵输送的液体火箭发动机，可以区分主发动机和旁路发动机。