火箭發動機有最大速度嗎？

假如一臺火箭發動機有無限量的燃料，能加速到多快？

我試著盡量通俗的解釋一下：

首先大氣層裏的速度和大氣層外的速度完全是兩個不同概念。在大氣層內飛行有明顯的大氣阻力影響，阻力隨著速度提升而增長，最終當推力和阻力持平後速度就無法繼續提升了，所以在大氣層內提高速度的關鍵是增加推力和減小阻力。

而大氣層外，由於馮·卡門線以上高度的地球高層大氣以及星際介質極其稀薄，可以忽略阻力。能持續加速，至於具體能多快這個需要齊奧爾科夫斯基方程來算，關鍵是由比沖（每單位推進劑能產生多少倍單位推力，對於火箭之類的噴氣推進可以說就是噴氣速度）以及質量比（滿載推進劑時的飛船質量和不帶推進劑時飛船質量的比值）決定的。推力反倒是次要的，你可以用很低的加速度例如0.01G用好幾天甚至幾個月乃至更久慢慢加速。當然在某些情況下引力會帶來一定的速度損失，那又是另一回事了。這個速度在航天上叫速度增量，縮寫為D-V。實際航天飛行裏速度增量不等於最大速度，需要考慮很多因素例如引力損失、軌道修正和姿態控制、減速制動、應急備用等。

另外運載火箭從地面發射的確需要高推力，如果整箭推重比低於1也就是加速度低於1，那根本飛不起來。如果推重比等於1，那隻能在空中懸停，如果推重比為2那就能以1G加速度上升加速。理論上運載火箭加速度越大越好，如果是2G加速度那一半的能量被重力喫掉了，如果10G的話只有1/10被重力喫了，所以加速度越大，火箭發射時受重力損失的速度比例也就越小。不過這也要考慮很多其他因素例如大過載對儀器、人員的影響、結構強度、阻力負荷、氣動加熱等。所以運載火箭加速度通常不超過5G，我記得太空梭發射是3-4G的加速度。

如果無限量的燃料，理論上是能達到光速，然而誰也不知道需要加速多久才能達到，畢竟隨著相對論效應越來越明顯飛船質量會猛烈增長，而推力不會，於是加速度越來越低，就需要無限長的時間加速到光速，或者說只能無限接近光速而無法達到。

注意加速度和速度是兩個不同的概念，很多人甚至包括某些工科出身的人很容易搞混。比如120G加速度大約是1,177米/秒，是時間每增加一秒，你就增加1,177米/秒的速度，而不是你只能達到1,177米/秒的速度。如果起步速度是0以120G持續加速10秒那速度就是11,770米/秒，並不是實際的速度。

銀河系逃逸速度大約是492,000-594,000米/秒（我覺得可以稱呼為第四宇宙速度），用120G加速度加速大約需要504.7秒。如果用0.01G的加速度，大約需要70天，最終的結果是一樣的。

太高的加速度對於飛船不但沒必要，甚至得不償失。因為加速度越高意味著飛船結構負荷越大，假設一艘飛船質量是200噸，在120G下就是24000噸的負荷，相對於加速度0.01G的飛船是12,000倍的差別！！！這自然需要大大加固結構免得坍塌解體。而加固結構自然會大大增加質量，反而劇烈惡化了飛船的質量比，那些結構上額外的死重使得最終速度反而更慢。想想一層的活動板房和上百層摩天大樓的差別就明白了。

記住在太空飛行時在同等技術、同等噸位的情況下加速度120G的飛船反而比加速度0.01G的飛船慢不少（具體取決於結構加固以及載荷（包括人員）、設備抗超高過載所用措施增加的死重比例）。

就提醒兩點吧，動量守恆和發動機的工質。詳細的分析懶得寫了

只要沒有阻力，無限燃料，有足夠的時間，放屁都能亞光速……

我猜這位老哥怕不是想在太空中實現敏捷轉彎（俗稱越肩發射）

這可能是唯一的實際意義？

但是在太空裡面光靠蠻力是打不中人的

氟氙離子

（四氟化氙現在研究所用的）推進模型應該是當前最強的了，理論最大單個離子噴射速度5000-11000千米每秒。實驗室實際測定粒子流速度最高2000千米每秒(電壓限制）至於最大速度，題目問的太抽象，那回答也就只能籠統瞭如果以百萬分之一作為最小單位(就是認為小於它就認為無加速度）那麼粗略判斷在0.989c左右，加速時間按照初始質量是太空梭靜質量算，大概在觀測者十五天內可以達到，其餘條件理想，無其他外力作用

另外還想說，極高加速度對生物有害無益，13G，人類極限了……但是在太空中時間無限，加速度的大小對最大速度似乎無直接影響？

另外腦補一個黑科技，大概是下下下下下一代航天器，我自己不動，平移坐標系就可以了……說不定經典物理上能超光速？因為至今未被證偽的廣義相對論並沒有禁止空間的移動速度超過光速吖，

光速。

對於火箭發動機而言，所有條件理想化之後，最大速度取決於噴氣速度。

自己根據齊奧爾科夫斯基公式算一下啊！

火現的終端速度跟你裝多少燃料沒關係，而和初始最終的質量比有關係。

目前化學火箭發動機的噴氣速度可達到數公里每秒，當火箭速度達到自己的噴氣速度時，火箭發動機的效率達到最高，但是繼續噴氣，仍然可以使火箭加速。例如火箭噴氣速度為3km/s，第一宇宙速度為7.9km/s

可以無限大。發動機的工作原理主要是勢能之間的互相轉換。火箭發動機工作，化學能轉化為和高度相關的勢能以及和速度相關的動能等。根據能量守恆，火箭發動機燃料一定，也就限制了最大動能，因此有最大速度。燃料無限，動能也可以無限，但是速度的增加需要時間，因此只要時間夠，速度就可以無限大，飛出太陽係指日可待。

有。光速。