火箭發動機

火箭發動機或火箭發動機是通過逆著驅動器的方向噴射支撐質量來產生驅動力（推力）的驅動器。 因為它們不會從外部吸入任何物質并以更快的速度再次排出，所以它們獨立于環境發揮作用，即也在真空中。 它們最初是為火箭飛行而開發的。

火箭發動機的工作基于牛頓第三定律框架內的反沖原理（另請參見反沖驅動）。 彈射支撐質量的速度越高，發動機效率越高，火箭可能的速度變化“delta v”就越大。 火箭發動機不僅用作火箭、運載火箭和航天器的推進系統，還用于飛機和特種陸地車輛（如火箭車）。 火箭發動機廣泛應用于軍事領域，用于推進彈道導彈或反應彈（如火箭筒）或反應魚雷。

火箭發動機有不同的版本，并且為減少火箭發動機en所需的資源做了很多努力。

大多數（但不是全部）火箭發動機都是內燃機：它們通過燃燒燃料和氧化劑，在非常高的溫度下加熱燃燒室中的支撐質量（通常是燃燒產物），并通過孔口釋放氣態形式的高能產物. 燃燒時釋放的熱能和由此產生的燃燒室壓力在逸出時轉化為動能，從而根據反沖原理產生推力。 燃燒室的特殊形狀的出口開口稱為噴嘴，它用于增加出口速度（導致更高的推力）和增加燃燒室的內部壓力（有利于燃燒過程）。 一種常用的噴嘴類型是拉瓦爾噴嘴。 噴嘴必須冷卻，這可以通過涂層或內部冷卻管線實現，燃料通常是低溫的，通過這些管線流動。 理想情況下，射流放松到環境壓力； 這在真空中或出于實際原因（長度和重量）是不可能的，因此噴嘴的設計是一種妥協，是驅動設計的一部分。

火箭發動機的一個基本參數是比沖，它描述了驅動器的效率，即沖量與消耗的燃料質量之間的比率。 它具有 - 在 SI 單位中 - 單位 m/s 和 z。 B. 對于 2450 m / s 的固體發動機，液體發動機，例如 4444 m / s 的航天飛機。

附加組件通常是燃料容器、燃料泵和隨身攜帶的冷卻系統。

火箭在其火箭發動機的整個生命周期內都會失去質量（請注意，如果推力保持不變，則加速度會因此增加）。 使用化學火箭推進，燃料消耗非常高，因此這種效果比使用核火箭發動機重要得多，核火箭發動機加熱通過核反應噴射的氣體。 包括離子驅動器在內的電動火箭發動機消耗的燃料更少。

火箭推進是迄今為止xxx可以進行太空旅行的推進方式。 為了在我們的太陽系內加速，通常使用擺動方法來節省燃料。 在太空旅行中討論的火箭推進的替代方案是沒有反應質量的推進系統，例如太陽帆、帶軌道炮的發射機構等； 關于使用反物質或蟲洞的引擎有很多猜測。

火箭發動機在軍用航空中用于快速啟動。 在個別情況下，它們也用于汽車，例如用于創造速度記錄。 在愛好領域、模型構建和玩具中也有應用：這里經常使用壓縮空氣火箭和水火箭。

火箭發動機有幾個組和許多變體：

• 化學火箭發動機
  • 固體火箭
  • 液體火箭（單組元、雙組元）
  • 混合導彈
• 太陽能熱火箭發動機
• 核火箭發動機（另見：NERVA）
• electrical 火箭發動機
  • 離子引擎、熱電弧引擎、Resistojet 等。
• Kaltgas-火箭發動機.

當今最廣泛使用的火箭發動機是對礦石進行化學反應的模型產生所需的能量。 有大量模型僅在理論上提出或仍在開發中。

化學火箭發動機（與其他一些發動機不同）完全獨立于其環境運行。 它通常是像吸氣式噴氣發動機一樣的內燃機，但與此相反，它不依賴空氣中的氧氣作為氧化劑。 或者，可能會發生一些其他（放熱）化學反應而不是燃燒，以及僅僅是分子分解（兩者都非常罕見）。 然而，所有必要的設備總是隨身攜帶，例如燃料燃燒所必需的氧氣。 因此，發動機也可以在真空中工作。

以下三種形式的化學推進器（基于氧燃燒）是常見的，并且在消耗品的儲存狀態上有所不同：

油箱也是燃燒室。 前燃燒器和中央燃燒器之間存在區別，在前燃燒器中，圓柱形燃料塊從端部（恒定的圓形燃燒表面）燃燒，在中央燃燒器中，具有圓柱形、星形或其他棱柱形橫截面的燃燒通道貫穿其中燃料塊的整個長度，它從內部燃燒（棱鏡套形式的焦表面，根據通道橫截面，焦表面區域的進展曲線結果）。 前額燃燒器會長時間產生低推力，中央燃燒器會在短得多的時間內產生非常高的推力； 因此，所謂的助推器大多設計為中央燃燒器。

可以從燃料的稠度導出各種特性。 您不需要任何供應管線、控制閥或泵，因為反應物質已經在燃燒室中。 軍用火箭幾乎總是設計成固體燃料火箭。 固體燃料火箭的另一個優點是可以實現高推力。 然而，缺點包括對推力和工作時間的調節不佳。 點火后不能取消或重新開始燃燒。

然而，固體燃料火箭最重要的優勢是推力大，航天飛機的固體助推器xxx推力可達14.5兆牛頓，是迄今為止使用過的xxx大的火箭發動機。 xxx的液體發動機，土星五號的 F-1，達到了大約 6.9 兆牛頓的xxx值。

液體火箭發動機的設計允許推力調節、長時間工作和相對便宜的再利用。 在液體火箭發動機中，燃料和（除非是monergol發動機）氧化劑儲存在發動機外部。 它們也可以設計成只需很少的額外努力即可重新點燃，因此發動機在飛行過程中可以有多個燃燒階段。

操作材料通常是腐蝕性很強的化學品或冷液化氣體。 兩者都必須儲存在特殊的耐腐蝕或絕緣罐中，以防止氣體蒸發或侵蝕容器壁。

由于燃料必須儲存和泵送，液體燃料火箭通常比固體燃料火箭復雜得多。 大多數高能燃料在燃燒室中產生高達 4000 開爾文的溫度，這需要使用高耐熱材料和高效冷卻。 氧化劑和燃料可用于冷卻。 由于氣體處于液態的高壓下，各種組件由于溫度低可以使用熱交換器進行冷卻。

在液體火箭發動機中，燃料或多種燃料必須克服那里存在的壓力輸送到燃燒室中。

• 根據壓縮氣體輸送的原理，罐被加壓（通常使用氦氣或其他惰性氣體）。這限制了燃燒室壓力，因此僅適用于低功率系統，但由于需要更少的部件，因此提高了可靠性.
• 泵輸送允許高壓和輸出，而無需為燃燒室壓力設計整個油箱結構。 這些系統的更大復雜性是不利的。 例如，這些泵可以使用輔助燃料運行，也可以通過渦輪機直接使用主要燃料運行，但有以下額外區別：

對于帶泵輸送的液體火箭發動機，可以區分主發動機和旁路發動機。