人类已经有高性能的氢氧火箭，为什么还要研发甲烷火箭

火箭和导弹有同样的效果两者都是气体推进装置，但携带的东西不同与汽车类似，使火箭高速运动的动力由火箭发动机提供，依靠燃烧后推进剂或燃料从火箭尾部高速喷出产生的反作用力推动火箭高速运动，使其最大速度达到第一宇宙速度，最终克服地球引力飞向太空

火箭按用途可分为运载火箭和探空火箭运载火箭是用来发射卫星的，通常是多级运载火箭这些级串联和并联连接目前火箭使用的是化学能，按使用的燃料种类可分为固体燃料火箭和液体燃料火箭对于多级火箭，固体燃料火箭发动机和液体燃料火箭发动机也可以用在火箭的不同级上

固体燃料可以长时间储存，推力大航天飞机使用的固体燃料火箭发动机是这类发动机中推力最大的但固体燃料在点火后燃料耗尽前很难停止，存在安全风险，而液体燃料可以在必要时切断推进剂的供应进行紧急停止，安全系数更高，更适合载人航天

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液体推进剂按其功能可分为氧化剂和燃烧剂这两种物质需要分开储存，然后在火箭起飞时由运输系统运送到火箭发动机的燃烧室

目前液体火箭发动机使用的燃料主要是液氧煤油，液氧液氢等类型，像那些有毒，污染严重的燃料已经逐渐被淘汰比如上世纪美国为阿波罗载人登月计划研制的土星五号运载火箭，就是人类历史上最强的火箭之一它的第一级使用液氧煤油，第二，三级使用液氧液氢

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火箭发动机的推进效率通常用比冲来衡量，可以简单理解为:每公斤燃料产生一公斤推力的持续时间，单位为秒比冲值越大，发动机或燃料的推进效率越高

液氧液氢是一种比冲极高的火箭推进剂，性能极强目前世界各大火箭都广泛采用该型火箭发动机，通常用在末级，但性价比不高

液氧煤油是一种性价比很高的火箭推进剂，但其比冲仍比液氧氢差很多。

可是，人类并不满足于此马斯克的太空探索技术公司SpaceX在猎鹰9号火箭上使用的梅林火箭发动机使用液氧煤油燃料，而为Starship开发的猛禽发动机使用甲烷燃料SpaceX的竞争对手贝索斯的蓝色起源研发的BE—4也是甲烷火箭发动机中国民营航天企业蓝箭航天此前研发的世界首枚甲烷火箭朱雀—2首飞未能进入预定轨道，但离成功不远了

为什么大家都争相研究甲烷火箭以液氧和甲烷为燃料的火箭有什么优势

1.液氧甲烷的比冲虽然没有液氧氢强，但比液氧煤油略高。

2.煤油燃烧时，容易产生积碳和结焦，而甲烷不会如果使用甲烷，将提高火箭回收效率，节省清洁工作

3.与氢氧火箭发动机相比，使用甲烷燃料的火箭发动机设计难度更低，基本可以沿用液氧煤油的成熟发动机体系，无需太多改动。

4.液态甲烷的沸点远高于氢气，与液态氧的沸点接近，因此更难保存而且液态甲烷的密度比液态氢高，所以可以在有限的空间内储存更多的燃料

5.煤油的分子结构很复杂，在其他星球上很难找到，但甲烷在其他星球上很容易找到或合成比如土卫六上有一个由液态甲烷形成的湖泊同时其制备难度相对较低，天然气可以直接提纯液化

总之，从优缺点和性价比来看，液氧甲烷是液氧煤油和液氧液氢之间的完美选择。

正是因为它的诸多优势，中国，美国等航天大国都在研发甲烷火箭火箭的重复使用可以大大降低发射成本虽然使用液氧和甲烷推进剂的火箭发动机性能比液氧和煤油好不了多少，但对于火箭回收来说是更好的选择

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