火箭與導彈有異曲同工之妙，都是一種燃氣推進裝置，只不過搭載的東西不一樣。與汽車類似，讓火箭高速運動的動力由火箭發(fā)動機提供，其依靠推進劑或者燃料燃燒后從火箭尾部高速噴出產生的反作用力推動火箭高速運動，使其最大速度達到第一宇宙速度，最終克服地球引力飛入太空。

火箭按照用途可分為運載火箭和探空火箭，發(fā)射衛(wèi)星用的就是運載火箭，并且通常是多級運載火箭，各級之間通過串并聯(lián)進行聯(lián)接。目前的火箭使用的是化學能，按照使用燃料類型的不同，可分為固體燃料火箭和液體燃料火箭。對于多級火箭，也可在火箭不同級上分別使用固體燃料火箭發(fā)動機和液體燃料火箭發(fā)動機。

固體燃料能夠長時間存儲，并且推力大，航天飛機曾經使用過的固體燃料火箭發(fā)動機是這類型中推力最大的。不過，固體燃料在點燃后很難在燃料耗盡前停車，存在安全風險，而液體燃料可以在必要時切斷推進劑供應來緊急停車，安全系數(shù)更高，更適合載人航天。

液體推進劑按其作用分為氧化劑和燃燒劑兩類，這兩種物質需要分開貯存，在火箭啟飛時再用輸送系統(tǒng)輸送到火箭發(fā)動機的燃燒室。

目前液體火箭發(fā)動機使用的燃料主要是液氧煤油、液氧液氫等類型，像那種有毒且污染嚴重的燃料已被逐漸淘汰。比如，美國在上世紀為阿波羅載人登月計劃研制的土星5號運載火箭，這是人類歷史上最強大的火箭之一，其一級使用的是液氧煤油，二級和三級使用的則是液氧液氫。

火箭發(fā)動機的推進效率通常用比沖來衡量，其可以簡單理解為：每一千克燃料產生一千克推力的持續(xù)時間，單位為秒。比沖值越大，說明發(fā)動機或者燃料的推進效率越高。

液氧液氫是一種比沖極高的火箭推進劑，性能極其強勁，目前世界各大主力火箭都廣泛使用這種類型的火箭發(fā)動機，通常用在末級，但性價比并不高。

液氧煤油則是一種高性價比的火箭推進劑，不過它的比沖與液氧液氫相比還是要差上許多。

不過人類并不滿足于此，馬斯克的太空探索技術公司SpaceX在獵鷹九號火箭上使用的梅林火箭發(fā)動機用的就是液氧煤油燃料，而其為“星艦”研發(fā)的猛禽發(fā)動機用的則是甲烷燃料。SpaceX的競爭對手，貝佐斯的藍色起源研發(fā)的BE-4也是一款甲烷火箭發(fā)動機。我國的民營航天公司藍箭航天此前研制的世界第一枚甲烷火箭“朱雀2號”雖然首飛失利，未能進入預定軌道，但離成功也不遠了。

為什么大家都在爭先研究甲烷火箭呢？采用液氧甲烷燃料的火箭有什么優(yōu)點？

1，液氧甲烷的比沖雖然沒有液氧液氫強，但卻比液氧煤油略高一點。

2，煤油燃燒時容易產生積碳結焦，而甲烷就不會，如果采用甲烷，會提高火箭回收再利用的效率，省了清理工作。

3，采用甲烷燃料的火箭發(fā)動機與氫氧火箭發(fā)動機相比，前者發(fā)動機的設計難度更低，基本上可以沿用液氧煤油那一套成熟的發(fā)動機體系，不用過多地改動。

4，液態(tài)甲烷的沸點遠高于氫，與液態(tài)氧氣的沸點比較接近，保存難度更低。并且液態(tài)甲烷的密度也比液態(tài)氫大，能夠在有限的空間內存儲更多的燃料。

5，煤油分子結構復雜，在別的星球上非常不容易找到，但甲烷在別的星球上卻很容易找到或者合成，比如土衛(wèi)六上就有液態(tài)甲烷形成的湖泊。同時它的制備難度也比較低，天然氣直接提純液化就行了。

總之，綜合各種優(yōu)缺點和性價比來說，液氧甲烷是介于液氧煤油與液氧液氫這兩種燃料之間最完美的選擇。

就是因為看到了其諸多優(yōu)點，所以目前中國和美國等航天強國都在研發(fā)甲烷火箭?；鸺闹貜屠媚軌虼蟠蠼档桶l(fā)射成本。采用液氧甲烷推進劑的火箭發(fā)動機的性能雖然并不比液氧煤油強多少，但在火箭的回收再利用方面，用它是更好的選擇。

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