火箭推进剂

火箭推进器一般以某种形式大量存储在推进器容器里，过去被用来大量从火箭发动机喷射出以流体喷射物的形式，以产生推力作为推进。燃料推进剂往往与氧化剂推进剂燃烧产生大量非常热的气体。这些气体膨胀并从喷嘴喷出，不断加速，从火箭底部冲出产生推力直到火箭达到极高的速度。有时推进剂不会燃烧，但可以从外部加热都达到更好的效果。对于较小的实验推进器，使用压缩气体通过推进喷嘴喷出以推动飞船。化学火箭推进剂是最常用的，火箭通过放热化学反应产生热气体达到推进目的。在离子推进器中，推进剂是带电的原子，以磁性排斥的方式从飞船尾部推出。然而磁加速离子驱动器通常不被认为是火箭，而是一个使用电加热和磁喷嘴的类似级推进器。火箭通过尾部高速喷气排出质量以产生推力（见牛顿第三定律）。主要有三种类型的推进剂：固体，液体，和混合型。固态火箭推进剂优点有 重量较轻 对外界震荡及碰撞之危险性较小 燃料保存年限较液态燃料久 也不须多余的管线或加压设备固态火箭推进剂的缺点有 工作时间短 一经燃烧即无法随便停止气体推进剂通常涉及某种形式的压缩气体。然而，由于密度低，且压力容器重量高，目前很少使用气体推进剂，但有时也用于姿态喷嘴，特别是惰性推进剂。GOX被用来作为Buran program的轨道操纵系统的推进剂之一。一些火箭设计的推进剂来自非化学能源或甚至是来自外部的能源。例如水火箭使用压缩气体，一般是空气，迫使水从火箭喷出。太阳能火箭和核能火箭通常建议使用液氢以达到600-900秒Isp（比冲），或在某些情况下，用水蒸汽达到190秒Isp。此外对于低性能要求的情况，如姿态喷射器，也有用惰性气体氮气的。给出的化学推进剂理论排空速率是每单位质量推进剂（具体能量）能量释放的函数。未燃尽的燃料或氧化剂会影响具体能源。令人惊讶的是，大多数火箭载富燃料运行。虽然液氢有很高的Isp，其密度低是一个重要的缺点：每公斤氢占地的体积是密集燃料（如煤油）7倍多。 这不仅对贮槽设施不利，而且油箱的管道和燃油泵，需要原来体积和重量的7倍。（引擎的oxidiser一侧和渣当然不受影响。）这使得航天器的干质量要高得多，所以使用液氢比起预想的不是这么有效。事实上，一些致密碳氢化合物/液氧推进剂组合具有较高的性能同时，干重的不利也包括在内。由于较低的Isp, 密集推进剂运载火箭，具有更高的起飞质量，但这并不意味着一个成比例的高成本，相反，航天器很可能最终更便宜。液氢生产和储存是相当昂贵的，并在航天器的设计和制造带来许多实际困难。由于较高的整体重量，密集燃料运载火箭必然要求更高的起飞推力，但它携带推力的能力要一直持续到达轨道。这一点，再加上更好的推力/重量比，这意味着密集燃料的航天器达到轨道早些时候，从而尽量减少重力阻力造成的损失。因此，这些航天器的有效delta-v要求减少了。但是，液氢给予明确的优势，整体重量需要最小;例如，土星V飞行器在它的末级使用液氢;降低了重量，这意味着使用密集燃料的第一级可成比例的缩小，节省不少钱。