火箭是怎么飞向太空的呢（你知道火箭是怎么飞上天的吗）

一提到火箭，你是不是立马觉得那是一种高精尖设备，是一种我们只能仰望的存在？哈哈哈，其实不然，发动机利用到的原理其实是极为简单的，甚至在初中物理里面就有涉及。

火箭发动机利用到的原理就是高中学过的牛顿第三定律，即相互作用的两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。也就是说你把一个东西向后抛出，那你就会受到物体对你的一个反作用力。

你一定玩过气球，当你把气球吹起来之后放手，他可以在不依靠外力情况下飞走，这其实就可以看做是一种简单的喷气式发动机，它在飞走的过程中有大量的气体从气球中喷出，喷出的气体又会给气球一个反作用力，最终使得气球飞起来。

当然火箭发动机实际工作要比气球吹气复杂许多，但基本原理是一致的。火箭自带的燃料及氧化剂在火箭发动机燃烧室内燃烧膨胀，释放出大量气体，这些气体物质就在内部高温高压条件下快速向后喷出，而这些快速喷出的气体给火箭一个巨大的反作用力，正是这个反作用力推动火箭直冲云霄。简单来讲火箭发动机工作就是不停地往后面扔东西，而且扔出去的东西速度还要快，这样就会产生反作用力，推动火箭前进。

当前我们常见的火箭发动机主要是化学燃料发动机，即使用化学燃料在发动机燃烧室内燃烧产生高速喷射的气流从而产生推力。但是因为不同燃料所能释放的能量是不同的，因此使用不同燃料的火箭发动机能力存在极大的差异。

形容火箭发动机燃料性能的指标之一为比冲，下表为常见火箭燃料的比冲值。

常用的火箭的发动机的燃料组合中比冲最高的是液氢液氧，按照数据，液氢液氧的真空比冲高达463s，在1atm的标准大气压下比冲也有390s。但是，液氢液氧存在几个比较大的问题。其一就是存储条件比较苛刻。液氢的沸点只有20K，而液氧的沸点是90K，凝固点是50K。换句话说如果液氢和液氧同一个温度存储，那么液氧会凝固的......所以二者要用不同的温度存储，这就需要砸钱了。所以氢氧火箭都有一个特点，贵。

另一个就是液氢的比冲虽然高但是密度太小了，只有70.85(千克/立方米)，要知道水的密度可是1000千克/立方米啊，要装下够飞行的液氢显然需要更大的体积。所以用液氢液氧当做主动力的火箭都有一个特色：胖。比如长征五号就被称为“胖五”，还有美国航天飞机腹部那个无比巨大的燃料罐。

液氧煤油是液体火箭现在用得最多的推进剂，便宜实惠性价比高，但是性能要差不少。液氧煤油发动机的理论真空比冲接近367s，海平面比冲更是只有300s。但是煤油密度大，保存温度又可以和液氧温度接近，所以使用方便且采用没有发动机的机体都比较苗条，比如长征七号，身材要苗条许多。

另外比较出名的就是四氧化二氮 偏二甲肼了，传说中的毒发，有剧毒，理论真空比冲为347s，海平面比冲为292s，略低于煤油。但是，人家是常温燃料......就问你服不服，不用点火，混合在一起就直接燃烧发力，简单......我国长征5号、长征7号出来之前，长征二、三、四基本上都是使用偏二甲基肼作为火箭燃料，最典型发射场景就是发射场那滚滚橙烟，看着就不环保。

目前还有一种发动机是霍尔发动机，不知道大家听说过没？霍尔发动机原理与常规火箭发动基本一致，均为喷出高速气体从而获得推力，但是两者高速气体产生的方式却大不相同。常规火箭发动机向后喷出的高速气流是由于火箭燃料在燃烧室内燃烧并释放出巨大的能量，从而推动气体喷出。

霍尔发动机则不同，他是利用电力产生电磁场，让带电粒子（一般为电子）在电场中加速从而达到极高的速度，此时将某一种惰性气体注入到电场中，气体被高速电子轰击成为等离子体，这些离子再经过电场的加速之后，然后再中和羽流中的离子，最终能让喷射出的气体加速至超过10公里/秒，最快甚至可达80公里/秒。相比之下，火箭发动机产生的气流速度通常只有2至4公里/秒。因此霍尔发动机比冲要比火箭发动机高几个数量级。

霍尔推进器的推力都非常小，普遍只有几十毫牛，最大的也只有几牛，例如，天和核心舱上的HET-80霍尔推进器，单台推力仅为80毫牛（0.08牛），这么小的推力只能推动一张纸，远比不上能够产生2500牛推力的轨控发动机。

霍尔发动机推力虽小，但是其推力能量主要来自于电能，而电能在太空中是可以直接获取的，并且尽管加速度很小，但经过长时间持续加速，累积起来，就能有一个比较可观的速度增量。据估计，天和核心舱的四台霍尔推进器持续运行一天，可以让空间站产生大约0.7米/秒的速度增量。因此霍尔发动机也被广泛应用于长期在轨运行的卫星的速度损失补偿。

你还知道其他哪些火箭发动机，欢迎在评论区留下你的见解看法。