火箭升空的动力之源是什么?
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发布时间：2022-04-25 19:49
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时间：2022-06-16 21:33
火箭为何能够升空？那几十层楼高的庞然大物顷刻间就升上了天空，这是何等的奇妙。
其实，火箭的原理很简单，它是利用反作用的原理制成的。让我们举个例子来说明：当你把一只充满气的气球突然松开气嘴时，你会发现它嗤嗤地向外冒着气，并同时直往前冲，气球越大，它向前冲的距离也就越远。当气球内的气体从气嘴向外喷出的时候，这些喷出的气体给气球以相反的作用，就好像你用手捏成拳头击墙，也许你能把墙碰一个小坑，但同时你的手也感到很疼。为什么呢？当你给墙一个打击的时候，墙也给你一个相反的作用，大小是一样的。你碰墙用的力气越大，墙回敬给你的反作用也就越大，你的手也会越疼。
有一种叫“冲天炮”的烟花（也叫“钻天猴”），仔细瞧就是一支微型小火箭。当它被点燃时，它的火药燃烧，向后喷出一股热气，将它送到空中，这正是应用了反作用的原理。
火箭只不过是在尾部装上了发动机，它以非常高的速度向后排出燃烧后产生的物质（一般是气体，也可能是其他的物质），推动火箭升空。这种向上的推力必须大于整个火箭的重量。一般来说，推动几百吨的火箭升空，必须产生上千吨的推力。
那么，火箭是燃烧什么物质而产生这么大的推力呢？一般的大型火箭是用汽油、煤油或者液态的可燃气体，也有的火箭升空
用固体状态的燃料。只有很小型的火箭，如火箭弹等才用火药发射。
我们知道，大自然中的木头、枯草以及汽油等很多东西，在燃烧时都需要空气中的氧气。因为氧可以帮助物质燃烧，没有氧，这些东西就不会燃烧，即使是燃烧起来了，没有了氧气，也会自动熄灭。如果将一个大玻璃罩罩在一支正在燃烧着的蜡烛上，不一会儿，你就会看到火焰慢慢地熄灭了。原因是玻璃罩内的氧气已被燃烧掉了，又没法补充进新的氧气，所以蜡烛就自动地熄灭了。很多灭火器就是利用这个原理来设计的，它们总是想方设法使燃烧着的东西与周围的空气隔绝开来，以达到灭火的目的。
火箭发动机点火启动也与燃烧一样，需要氧来帮助燃料的燃烧。它主要有两种类型：一类是携带可以燃烧的物质（比如汽油、煤油等），利用空气中的氧进行燃烧的发动机。它将汽油等化成雾状，喷向发动机的燃烧室，使之与空气中的氧充分燃烧，不断地产生高温气体向后喷去，推动火箭向前飞行。由于这种发动机需要空气，因而只能装在在大气层中飞行的火箭上，无法在没有空气的大气层外产生燃烧。另一类是利用火箭自身携带的两种物质进行燃烧的发动机。这两种物质中有一种是燃料，如汽油、煤油或者液态氧气，另一种是含有氧的物质，用来帮助燃料的燃烧，人们常称它们为氧化剂，如液态的氧气或其他物质。这两种物质一混合就能很充分地燃烧起来，比如液氢和液氧一相遇就会很好地燃烧，并产生水蒸气向火箭外喷出，以推动火箭。这种发动机常用于飞出大气层的火箭。
从燃料是液体的还是固态的情况来分，又可以将火箭分为液体火箭和固体火箭。一般大型的火箭比较多使用液体燃料，因为这种燃料产生的推力要比固体燃料大得多。它适合用于发射卫星、宇宙飞船，空间站和航天飞机等重量很大的航天器。多级火箭的最下面一级，往往是液体火箭。如果你看到过火箭发射的实况就会知道，在火箭发射之前，先要将火箭加满燃料，这个过程叫“加注燃料”。由于有的液体燃料和氧化剂有剧毒，工作人员必须全身穿带保护服和防毒面具，才能加注燃料，而且出不得一点纰漏，一丁点的火花就可能酿成大爆炸。
为了装上更多的燃料，人们将氢气和氧气冷冻到零下几百摄氏度，这时它们的形态就变得跟水一样，成为可以流动的液体；再冻下去，液态的氢甚至可以变成冰块一样，成为固态的氢。这样一来，同样重量的气体，所占的体积就大大地缩小了，这就是人们要用液态燃料的原因。为防止燃料渗漏，一定要将贮存它们的箱子做成一个密封性能很好的保温瓶，保持住低温，以免在常温下变成气体。美国的航天飞机发射时，就随身携带了一个巨大的液体燃料贮箱，供应3台液体火箭主发动机液氢和液氧。
固体火箭的燃料一般是固态的，它的推力相对液体火箭而言较小，更多的是用于较小的火箭和导弹，如反坦克导弹，地对地近、中程导弹和空对空导弹；也有的大型火箭是固体火箭。美国人的固体燃料技术较先进，生产了一些固体燃料的大型火箭，如发射航天飞机用的固体燃料助推火箭。
固体火箭有一个不好的方面，它不能像液体火箭一样可以随时关闭发动机，一旦点火，就不能熄灭，直到所有的固体燃料全部烧光。这一点在发射台上出现故障时，尤其不好处理，要么让它在发射台上将燃料烧光，要么让它升空，在空中人为地引爆。正是由于这种原因，美国人在发射航天飞机时，先点燃的是液体火箭发动机，待发现它工作正常以后，才让两个固体助推火箭点火工作。
