火箭发射后靠喷出的尾焰推动火箭加速,火箭飞行时其尾部温度高达4000多摄氏度。
其实火箭发动机的热效率很高,只不过其输出机械功率的方式是排气的动能,而不是常见的轴功率,所以不那么直观。
可以简单做个估算, 氢氧发动机,有效排气速度4500m/s,液氢热值140MJ/kg,氧氢混合比6:1。
由于氧氢燃烧化学计量比是8:1,因此每喷入燃烧室1kg液氢,只有3/4完全燃烧,放出105MJ的热能,而排气的质量为7kg,动能为70. 9MJ,热效率67. 5%。
这个效率值相当高了。
火箭尾部发热是因为什么
其实火箭喷射口的温度不高,大概不到1200度,火焰喷射的接近中间的温度最高。这就和蜡烛一样,蜡烛的根部温度不到100度,材料很多,运载火箭耐热陶瓷比较流行。目前世界上也只有钨合金和陶瓷制品可以耐到3000度以上温度(不包括国家机密研制的材料)。