迄今為止，人類(lèi)從事的最神奇的事業(yè)就是太空探索了。它的神奇之處很大程度上是因?yàn)樗膹?fù)雜性。太空探索是非常復(fù)雜的，因?yàn)槠渲杏刑嗟膯?wèn)題需要解決，有太多的障礙需要克服。但在所有這些問(wèn)題中，最重要的還是如何產(chǎn)生足夠的能量使太空船飛離地面。于是火箭發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)運(yùn)而生。以下是9252兒童網(wǎng)小編為你整理的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)基本原理的相關(guān)資料，希望能幫到你。

　　火箭發(fā)動(dòng)機(jī)基本原理

　　當(dāng)大多數(shù)人想到馬達(dá)或發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，會(huì)認(rèn)為它們與旋轉(zhuǎn)有關(guān)。例如，汽車(chē)?yán)锏耐鶑?fù)式汽油發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)能量以驅(qū)動(dòng)車(chē)輪。電動(dòng)馬達(dá)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動(dòng)能量則用來(lái)驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇或轉(zhuǎn)動(dòng)磁盤(pán)。蒸汽發(fā)動(dòng)機(jī)也用來(lái)完成同樣的工作，蒸汽輪機(jī)和大多數(shù)燃?xì)廨啓C(jī)也是如此。

　　火箭發(fā)動(dòng)機(jī)則與之有著根本的區(qū)別。它是一種反作用力式發(fā)動(dòng)機(jī)?；鸺l(fā)動(dòng)機(jī)是以一條著名的牛頓定律作為基本驅(qū)動(dòng)原理的，該定律認(rèn)為“每個(gè)作用力都有一個(gè)大小相等、方向相反的反作用力”?；鸺l(fā)動(dòng)機(jī)向一個(gè)方向拋射物質(zhì)，結(jié)果會(huì)獲得另一個(gè)方向的反作用力。

　　火箭發(fā)動(dòng)機(jī)通常拋射的是高壓氣體形式的物質(zhì)。發(fā)動(dòng)機(jī)向某個(gè)方向噴出氣體物質(zhì)，以獲得相反方向的反作用力。這些物質(zhì)來(lái)自火箭發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒的燃料。燃燒過(guò)程使燃料物質(zhì)得以加速，使之以極高的速度從火箭噴口噴出。燃料在燃燒過(guò)程中由固態(tài)或液態(tài)轉(zhuǎn)化為氣體，但并不會(huì)使其質(zhì)量發(fā)生變化。

　　火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的“力量”稱(chēng)為推力。在美國(guó)，推力的單位是“推力磅數(shù)”，而在公制中則以“牛頓”為單位(4.45牛頓的推力與1磅推力相近)。1磅推力相當(dāng)于使地球上質(zhì)量為1磅的物體克服重力作用以保持靜止所需的推力。

　　固體燃料火箭發(fā)動(dòng)機(jī)

　　固體燃料火箭發(fā)動(dòng)機(jī)是人類(lèi)制造的第一種發(fā)動(dòng)機(jī)。它在幾百年前由中國(guó)人發(fā)明，從那以后一直得到廣泛的應(yīng)用。美國(guó)國(guó)歌(創(chuàng)作于19世紀(jì)初)中有“火箭發(fā)出紅焰”這句歌詞，它說(shuō)的是用來(lái)發(fā)射炸彈或燃燒彈的小型軍用固體燃料火箭。由此可以看出固體燃料火箭已經(jīng)有了相當(dāng)長(zhǎng)的使用歷史。它是圓柱形的，中間被鉆出一條管道。當(dāng)點(diǎn)燃燃料時(shí)，它將沿著管道內(nèi)壁燃燒。在這一過(guò)程中，燃料會(huì)朝著外殼的方向向外燃燒，直到所有燃料燃盡為止。

　　在小型火箭發(fā)動(dòng)機(jī)模型或瓶式微型火箭中，燃燒的持續(xù)時(shí)間可能只有一秒鐘或更短。在一部裝有100萬(wàn)磅燃料的航天飛機(jī)SRB中，燃燒過(guò)程將持續(xù)約兩分鐘。

　　固體燃料火箭發(fā)動(dòng)機(jī)有三個(gè)重要的優(yōu)點(diǎn)：

　　簡(jiǎn)單；

　　成本低；

　　安全。

　　它們也有兩個(gè)缺點(diǎn)：

　　無(wú)法控制推力。

　　一旦點(diǎn)火，發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)法停止或重新啟動(dòng)。

　　這些缺點(diǎn)意味著固體燃料火箭只能用于短期任務(wù)(如導(dǎo)彈)或推進(jìn)器系統(tǒng)。如果您需要控制發(fā)動(dòng)機(jī)，則必須使用液體推進(jìn)劑系統(tǒng)。下面我們來(lái)了解這方面的知識(shí)及其他可能的燃料。

　　1926年，羅伯特·高德進(jìn)行了第一臺(tái)液體推進(jìn)劑火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的測(cè)試。他的發(fā)動(dòng)機(jī)使用了汽油和液氧。他還研究并解決了火箭發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)領(lǐng)域的許多基本問(wèn)題，包括燃料抽運(yùn)機(jī)制、冷卻策略和導(dǎo)向裝置的布局。這些問(wèn)題也是導(dǎo)致液體推進(jìn)火箭如此復(fù)雜的原因。

　　火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的基本原理很簡(jiǎn)單。在大多數(shù)液體推進(jìn)劑火箭發(fā)動(dòng)機(jī)中，燃料和氧化劑(如汽油和液氧)會(huì)被抽取到燃燒室中。在那里，它們會(huì)燃燒并產(chǎn)生一股速度極快的高壓熱蒸汽。這些蒸汽流過(guò)一個(gè)噴口以便進(jìn)一步提高它們的速度(噴出時(shí)的速度通常為8,000-16,000公里/小時(shí)))，之后就會(huì)離開(kāi)發(fā)動(dòng)機(jī)。

　　液體推進(jìn)劑火箭發(fā)動(dòng)機(jī)可以使用各種類(lèi)型的燃料組合。例如：

　　液氫和液氧——用在航天飛機(jī)的主發(fā)動(dòng)機(jī)中;

　　汽油和液氧——用在高德制造的早期火箭中;

　　煤油和液氧——用在阿波羅計(jì)劃的土星五號(hào)大型推進(jìn)器的第一級(jí)中;

　　酒精和液氧——用在德國(guó)的V2火箭中;

　　四氧化氮/甲基肼——用在卡西尼號(hào)探測(cè)器的發(fā)動(dòng)機(jī)中。

　　其他可能的組合

　　我們經(jīng)常見(jiàn)到化學(xué)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)靠燃燒燃料來(lái)產(chǎn)生推力。不過(guò)，還有許多其他方法可以產(chǎn)生推力。

　　許多火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的體積很小。例如，人造衛(wèi)星上的姿態(tài)推進(jìn)器無(wú)需產(chǎn)生太大的推力。人造衛(wèi)星常用的一種發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)是高壓氮?dú)馔七M(jìn)器，它完全不使用“燃料”，而只是通過(guò)噴口將罐中的氮?dú)鈬姵觥Ｏ襁@樣的推進(jìn)器不但能使太空實(shí)驗(yàn)室停留在軌道上，而且可以用在航天飛機(jī)和載人機(jī)動(dòng)系統(tǒng)中。

　　離子推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)是第一種用作太空船的主要推進(jìn)手段的非化學(xué)推進(jìn)裝置。