氢气喷气式发动机,氢气喷气式发动机工作原理

摘要： 火箭发动机在太空为什么能够使飞行器飞行，这与气压差有关吗？火箭发动机在太空为什么能够使飞行器飞行，这与气压差有关吗？火箭飞行的原理不是气压差。其实很简单，就是依靠发动机喷火获得向上...

1. 火箭发动机在太空为什么能够使飞行器飞行，这与气压差有关吗？

火箭发动机在太空为什么能够使飞行器飞行，这与气压差有关吗？

火箭飞行的原理不是气压差。其实很简单，就是依靠发动机喷火获得向上的反作用力来推动火箭上升的。

相比之下，固定翼飞机的升力并不直接来自于发动机。我们都知道，固定翼飞机的发动机只提供向前的推力，而向上的升力其实是由两边的机翼提供的，机翼的横截面是下表面平坦而上表面凸起的结构，气流在通过时，上面的气流比下面的气流运动速度快，根据流体力学原理，流体流动速度快的地方压强小，所以机翼上下就产生了压强差，这就是一个向上的升力。当然了，机翼之所以能快速划过气流获得升力，还得依赖于发动机的推动。

说到固定翼飞机，我们再看一下旋翼飞机，比如常见的直升机。直升机的升力跟火箭类似，本质上也是反作用力。不同的是，直升机自身不“喷气”，而是依靠螺旋桨向下排气获得升力，而火箭是自己通过燃烧燃料产生喷气。这也就是为什么火箭可以在太空飞行，而直升机只能在大气层内飞行的原因。

可能有人会有疑问，既然火箭需要燃烧燃料，那为什么离开了大气层还可以燃烧呢？不是说燃烧都需要氧气助燃的吗？其实这里有一个认识误区，并不是所有物质的燃烧都需要氧气参与，比如氢气的燃烧就不需要氧气。不过为了提高燃料燃烧的效率，一般都会加入助燃剂，比如液氧，自带“氧气”上天。

说得在直白一点，***如你的屁足够大，在太空放个屁就能往前飞了，这跟火箭的原理可以说非常类似了。

火箭发动机之所以能够在外太空飞行其实利用的就是作用力与反作用力的原理，从物理学上看力的作用都是相互的，也就是说火箭在向后部喷射气流的时候就会获得一个反作用来，这样火箭就会向前飞行了。在外太空是近乎真空的环境，并没有大气的存在，因此火箭的气动外型就不起到任何作用，而仅仅是依靠发动机的推力来进行运动。

大气层内的飞行器包括飞机等就是利用压差来进行飞行的，其产生压差的主要就是机翼组件，通过不同的曲面的设置，当机翼运动的时候就会形成上下的压差，机翼就产生了升力，飞机自然就在大气中飞起来了。固定翼飞机的特点就是要运动才会升空，这是与直升机最大的区别。

火箭发动机是使用自身携带的燃料进行燃烧实现推力的，这个也与普通的航空发动机有很大的不同，包括涡扇发动机等都是需要吸入大量的空气来帮助燃料的燃烧。火箭就不一样了，火箭的燃料箱自己携带了燃料和氧化剂等物质，这样就可以在太空没有空气的环境实现运动了。

目前的火箭发动机主要分为固体火箭发动机和液体火箭发动机，发射卫星使用的大型运载火箭基本上能都是液体火箭发动机，而一些助推器则使用固体火箭发动机。无论液体火箭发动机或者固体火箭发动机都是不依赖空气的发动机，火箭依靠反作用力实现飞行，与压力差无关。

飞行器想要离开大气层进入外层空间，就必须使用高推力的火箭发动机，这是目前最为可行的一种方案，那么火箭发动机身上究竟有何***，其又为人类探索外太空提供了多大的帮助呢？

在人类探索外太空的早期，就开始思考如何让宇航器在太空中自由自在的飞行。之所以要着重考虑其飞行性能，是因为太空中没有空气，因此一般的吸气发动机就不能使用。像当时F4战机使用的J58涡轮喷气式发动机和F14使用的F100涡轮风扇发动机。

为了解决这个难题，各国开始盯上了火箭发动机。由于火箭发动机不需要外界氧气，只凭借自身氧化剂就能燃烧提供动力，因此像追求高空高速性能的战机和导弹都会或多或少***用火箭发动机，像SR71高超音速侦察机和KH31等导弹***用的是冲压或者火箭的组合发动机动力。

由于比冲效率高，因此需要达到第二宇宙速度的飞行器十分适合使用火箭发动机进行太空航行，而且固体火箭发动机发展至今已经十分成熟，其不仅适合中高空的飞行，加上火箭发动机完全不需要外界空气，因此火箭发动机取代吸气式发动机就成为了必然。但是这不意味着其没有缺点。由于其燃烧很快，因此其持续燃烧时间不长，因此只适合进行短时间的高速飞行，例如民兵3洲际导弹突防的时候，而不适合长时间的低速飞行。

因此航天器长时间来看的话还是需要太阳提供能源进行飞行，只有在运载火箭上才需要大比冲的火箭发动机，像一般的运载火箭就是大推力火箭发动机组合后才能将大载荷送入太空。而宇航器进入太空后一般是展开太阳能面板或者利用核动力电池以便进行长时间的低速飞行。

总之相比较其他类型的发动机，火箭发动机算是比较成熟的一种，因此其价格也能维持在较好的水平上。这也意味着除非出现一种性价比能完全超过其的发动机，否则未来相当长的时间内其都是各国航天器必不可少的关键动力装置。而暂时能与其分庭抗礼的也只有液体发动机领域逐渐兴起的液氧煤油发动机了。