火箭發動機是我國勞動人民首先創造出來的。早在唐代初年(約在七世紀)火藥就出現了,南宋時代火藥用來制造煙火,其中包括“起花”。大約在十三世紀制成火箭。我國古代制造的火箭和起花所用的是黑色火藥。它們的工作原理和現代的固體燃料火箭是一樣的。
現代火箭發動機主要分固體推進劑和液體推進劑發動機。所謂“推進劑”就是燃料(燃燒劑)加氧化劑的合稱。
一、固體火箭發動機
固體火箭發動機為使用固體推進劑的化學火箭發動機。固體推進劑有聚氨酯、聚丁二烯、端羥基聚丁二烯、硝酸酯增塑聚醚等。
固體火箭發動機與液體火箭發動機相比較,具有結構簡單,推進劑密度大,推進劑可以儲存在燃燒到中常備待用和操縱方便可靠等優點。缺點是“比沖”小(也叫比推力,是發動機推力與每秒消耗推進劑重量的比值,單位為秒)。固體火箭發動機比沖在250~300秒,工作時間短,加速度大導致推力不易控制,重復起動困難,從而不利于載人飛行。
固體火箭發動機主要用作火箭彈、導彈和探空火箭的發動機,以及航天器發射和飛機起飛的助推發動機。
二、液體火箭發動機
液體火箭發動機是指液體推進劑的化學火箭發動機。常用的液體氧化劑有液態氧、四氧化二氮等,燃燒劑由液氫、偏二甲肼、煤油等。氧化劑和燃燒劑必須儲存在不同的儲箱中。
液體火箭發動機一般由推力室、推進劑供應系統、發動機控制系統組成。
液體火箭發動機的優點是比沖高(25O~5OO秒),推力范圍大(單臺推力在1克力~700噸力)、能反復起動、能控制推力大小、工作時間較長等。液體火箭發動機主要用作航天器發射、姿態修正與控制、軌道轉移等。