推進劑比較

推進劑型別 效能

液氫（燃料）液氧（氧化劑）燃燒效率很高多用於太空梭及運載火箭末級昂貴、不易儲存

混肼…50（燃料）四氧化二氮（氧化劑）燃燒效率一般多用於中型火箭價格適中、較易儲存

RP…1高精煉煤油（燃料）液氧（氧化劑）燃燒效率一般多用於火箭第一級價格適中、不易儲存

肼（燃料）四氧化二氮（氧化劑）燃燒效率一般自燃、多用於衛星價格相對便宜、腐蝕性極強

固體推進劑由油灰或橡膠狀的可燃材料構成，是燃料和氧化劑的混合體。燒固體推進劑的火箭稱為固體火箭。固體火箭的箭體與液體火箭的箭體差別不大，但內部沒有推進劑儲存箱，而是把整個火箭體的內部從上到下裝滿固體推進劑。在火箭體的中心有一條窄窄的圓柱形縫隙貫穿推進劑的模芯，該縫隙稱為燃燒室，它可使推進劑從上到下均勻燃燒。火箭底部的噴管，將燃燒室的排氣匯入合適的方向。

由於燃燒室是推進劑在中間留出來的縫隙，如果這個縫隙是圓柱形的，當火箭頂端的點火器擊發點火後，隨著燃燒的繼續，燃燒室的表面積開始增大，使得推進劑與推進劑接觸的面積增大，每一時間燃燒的推進劑開始增多，產生的推力也相應的加大。因此火箭在最初產生的推力較小，但隨著時間的增加，推力逐漸增大，直到燃燒的最後階段火箭獲得最大的推力。考慮一下如果縫隙的形狀不同，那它產生推力的效果也會不同。星形開縫在整個加力期間會均勻的產生推力，但推進劑要比圓柱形的燃燒快一些。現在火箭推進劑模芯中開的縫隙形狀分為圓柱形、管形、星形、多翼形、十字形等。

與液體推進劑相比，固體推進劑最大的優勢在於它可以在室溫下儲存。而且發動機不需要其它複雜的部件，而液體推進劑的發動機要求有專門的裝置來控制液體注入燃燒室。當然也正是由於這個原因，使得固體推進劑的燃燒不容易控制，在燃料沒有燒完的情況下，很難實現發動機的關閉，因此不具備多次點火的能力。早期的固體火箭基本都是一次燃燒，但隨著技術的發展，現在已經出現多次點火的固體火箭。

火箭學：火箭級分離

為了提供航天器的入軌速度，需要火箭具有足夠的推力，為了提高運載火箭的推重比，航天工程師在設計火箭時考慮的一個主要因素就是運載火箭的重量；但另一方面為火箭提供推力的推進劑在火箭的重量中佔有很大部分，要有持久強勁的推力必然需要更多的推進劑以及更大的推進劑儲存箱。這就成為航天工程師在設計中面臨的一個矛盾。

推力重量比（Thrust…weight　ratio）表示發動機對飛行器單位重量所產生的推力，簡稱為推重比，是衡量發動機效能優劣的一個重要指標，推重比越大，發動機的效能越優良。先進戰鬥機的發動機推重比一般都在10以上，現在運載火箭的推重比約為～（固體火箭的推重比可達以上）。

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為解決這個問題，工程師們採用火箭級分離的技術，用來增加火箭的效率。串聯式多級火箭是由多個（兩個或兩個以上）首尾相接的圓柱形箭身組成的。有效載荷通常安置在多級火箭頂端的整流罩內。每一段稱作級火箭的箭身都帶由自己推進劑、推進劑儲箱、火箭發動機、儀器裝置以及容納這一切的箭體結構。飛行開始時，只有底部一級即第一級推動整個火箭。第一級的推進劑燃燒完畢之後，小包炸藥斷開第一級與下一級（第二級）火箭箭體的連線，第一級火箭脫落，由第二級火箭把剩餘的部分向上推起。這樣的過程一直持續到最上一級火箭發動機關閉、衛星進入軌道為止。在多級火箭中，因為第一級火箭必須把自身和其它各級火箭，以及有效載荷全部推動升向空中，所以第一級火箭所裝的推進劑量總是超過其餘各級，使用的發動機功率也比其它各級大很多，通常第一級火箭佔起飛質量的50％。

火箭級分離的優越性在於隨著火箭的上升，推進劑燃燒完的一級會即刻脫落，這就減少了推進劑的總用量，因為多級火箭不用為無用的箭體結構增加速度。目前的運載火箭一般有2~4級組成。為什麼不具有更多級呢？簡單的看，火箭級數越多效能越好，但實際工程中發現如超過三到四級，性