然而液氧煤油发动机的理论比冲比液氧甲烷发动机高。


喷气的分子量越小速度越快,由于煤油中的碳氢比相对甲烷高的多(例如煤油中的重要成分十二烷是C12H26,甲烷则是CH4),所以烧煤油的喷气里二氧化碳-水蒸汽比也相对烧甲烷喷气更高(二氧化碳比例更多),而二氧化碳的分子量比水高自然喷气速度低、比冲低。核热火箭也是同样温度下用液氢比分子量更大的水高一倍。


首先,比冲在数值上取决于工质向后喷射的速度(假设某发动机讲推进剂以3KM/s的速度喷出,比冲就约是300秒)所以推进剂速度越快比冲越高。

然后再考虑什么能够决定推进剂的速度。对于传统的「化学能」火箭发动机(电推/离子发动机另说)而言,其实就是燃烧室的温度和压强共同决定推进剂向后喷射的速度。

然后我们在复习一下「温度」的定义。最早的时候定义为水烧开的温度为100摄氏度,水结冰的温度定义为0℃。

这种定义方法日常生活没有问题,但在热力学研究以及温度很高的情况下就不合适了。所以在现代热力学定义中,取分子平均动能为温度的衡量标准。

然后经典的速度公式中,动能=质量×速度的平方。所以分钟质量越小,相同温度下速度越快,推进剂向后喷射速度也越快。故碳元素的相对分子质量是氢的12倍。美国「特产」的高硫煤油中硫的相对原子质量是氢的32倍(当然,硫在工程应用中还有更严重的问题)。

so,比冲规律就变成了,氢氧>液氧甲烷>>液氧煤油。

(实际工程中还要考虑很多的东西,这只是个简略模型。大佬轻喷)


在我印象里,理论上也是液氧甲烷高啊?

影响火箭燃料性能的一个因素,是碳氢比。

简单来讲,燃料里的氢越多,燃气中就含有越多的水蒸气;碳越多,一氧化碳/二氧化碳就越多。

水蒸气的分子量是18,一氧化碳是28,二氧化碳是44;

啥意思呢?相同质量的燃气,水蒸气的体积更大。

也就是说,相同的燃气质量流率,水蒸气的速度会更快,也就是会产生更大的推力。

当然,碳氢比只是影响火箭燃料性能的一个因素,而且也没有这么简单,但确实是这个规律。


比冲高是需要完全燃烧才能做到的。

哪个完全燃烧比较容易?


本质上还是燃气性质的问题...

如果要简单来说就是,甲烷的氢碳比更高,燃气性质更优...


我就想知道,你问题的然而后面那一句,你从哪里看到的?目前不管是真正发动机还是理论值,甲烷比冲都高于煤油


看了下答主发的链接,很明显是公式错了,这个老外也是一个人才,直接假设燃料化学能完全转化为动能,也就是说排气温度为0K!WTF!


液氧煤油发动机的理论比冲比液氧甲烷发动机高??

这是怎么算的?

哪怕不用定量计算我都能猜到理论比冲:氢氧&>甲烷氧&>煤油氧


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