火箭威力巨大。發(fā)動機是火箭產生運動動力的提供者，沒有發(fā)動機，火箭就寸步難行，火箭發(fā)動機名目繁多。按能源的種類可分為化學火箭發(fā)動機、電火箭發(fā)動機、核火箭發(fā)動機、太陽能火箭發(fā)動機和光子火箭發(fā)動機等。當前使用最為廣泛的是化學火箭發(fā)動機，它利用氧化劑和燃燒劑化合產生能量。在化學火箭發(fā)動機中，按推進劑形態(tài)可分為液體推進劑發(fā)動機和固體推進劑發(fā)動機。液體發(fā)動機按推進劑溫度范圍可分為常溫可儲存推進劑發(fā)動機和低溫推進劑發(fā)動機。常溫氧化劑有硝酸、四氧化二氮等，常溫燃燒劑有酒精、煤油、偏二甲肼、一甲基肼等。低溫氧化劑有液氧，低溫燃燒劑有液氫。

液體推進劑發(fā)動機

它通常由推進劑供應系統(tǒng)、推力室(燃燒室)、活門和調節(jié)器等組成。推進劑供應系統(tǒng)是在增壓氣體作用下將火箭貯箱中的推進劑輸送到發(fā)動機渦輪泵前，并通過渦輪泵產生的出口壓力壓人推力室。

推力室是火箭發(fā)動機的重要組件，主要由噴注器、燃燒室和噴管組成。液體推進劑經(jīng)過噴注器噴入燃燒室，完成霧化、混合和燃燒過程，產生大約3000多度高溫和幾十個大氣壓的高壓燃氣，將推進劑的化學能轉變?yōu)闊崮?。燃燒室的壓力越高，發(fā)動機的比沖(每千克推進劑產生的沖量)越大。噴管將高溫高壓燃氣的熱能轉變成巨大的動能，以極高的速度噴射出去，產生的反作用力把火箭推向前進。據(jù)計算，我國“長征二號”一級發(fā)動機點火后工作時，它的功率有1000萬千瓦左右，可以點燃2．5億只40瓦的燈泡。當然，火箭一級發(fā)動機工作時間不長，只有120多秒。

液體火箭發(fā)動機與固體火箭發(fā)動機相比具有下列特點：

1．推力大 固體發(fā)動機的比沖約為2500～2700米／秒，而大型液氫／液氧發(fā)動機比沖高達4100～4460米／秒。這樣可以大大提高火箭運載能力。例如美國運載“阿波羅”飛船登月的土星號火箭，它的第一級發(fā)動機由推力為85噸的8臺發(fā)動機組成，總推力達680噸。我國長征3號一級發(fā)動機由4臺發(fā)動機組成，總推力達300噸，單個發(fā)動機的推力也有70噸。

2，工作適應性強 航天火箭在轉換軌道時，常常要多次啟動和關機。在飛行器著陸時，要求發(fā)動機的推力能夠調節(jié)，例如，登月艙下降發(fā)動機的推力調節(jié)范圍是10：1，以保證登月艙安全地軟著陸。而固體發(fā)動機是一次啟動和一次關機，推力也無法調節(jié)。

3．推進劑便宜 航天運載火箭的費用，推進劑是主要部分。液體推進劑的費用僅為固體推進劑費用的1／7～1／30。

4．工作時間長 液體火箭發(fā)動機工作時間可長達幾百秒甚至幾千秒以上，對于空間飛行來說是非常需要的。而固體火箭發(fā)動機受到結構限制，工作時間一般只能達到幾十秒，很少超過100秒。故液體火箭發(fā)動機非常適合用于航天。

在二戰(zhàn)期間，德國研制了以液氧酒精為推進劑的火箭發(fā)動機，以此為基礎，研制成功了世界上最早的V—2彈道導彈。戰(zhàn)后，美蘇兩國競相發(fā)展液體火箭和導彈。以液氧—煤油為推進劑的一系列發(fā)動機相繼研制成功，以此為基礎研制了各種液體導彈和幾種航天運載火箭。接著美國、歐洲和中國研制成功了比沖很高的液氫—液氧為推進劑的發(fā)動機。

由于液體火箭發(fā)動機的品種增加和性能提高，其應用范圍越來越廣。近程、中程、遠程和洲際導彈相繼研制成功。其中洲際導彈的射程達11000-13000公里。液體火箭也廣泛用于各種戰(zhàn)術導彈，早期的地對地短程導彈，防空導彈和海防導彈等都是液體推進劑的導彈，后來這些導彈逐漸被固體導彈所取代。

從上世紀60年代以來，液體運載火箭廣泛應用于在航天領域，液體發(fā)動機廣泛用于各種衛(wèi)星、飛船、航天飛機和行星探測器等航天飛行器，用于軌道的變換和修正、姿態(tài)控制以及星球著陸等。

固體推進劑發(fā)動機

它是使用固體推進劑的化學火箭發(fā)動機，固體推進劑灌注在發(fā)動機燃燒室中，點火后在其中燃燒。發(fā)動機外殼是箭體的一部分，不需要專門的推進劑貯箱。

固體火箭起源于中國。到二戰(zhàn)時，固體火箭發(fā)動機在火箭炮和飛機助推器上得到了應用。從1955年起直到上世紀70年代，固體火箭發(fā)動機在推進劑性能、材料和發(fā)動機結構設計等方面都有重大進步。

固體發(fā)動機一般由固體推進劑藥柱、燃燒室、噴管、點火裝置和用于末機的推力終止裝置等組成。

固體發(fā)動機常用的推進劑是復合推進劑和復合改性雙基推進劑。復合推進劑是由氧化劑、金屬燃料和粘合劑(同時也是燃料)等組成的。

燃燒室通常由殼體、內絕熱層和襯層3部分組成。殼體的材料有金屬材料和復合材料兩類。

噴管高溫高壓燃氣的熱能轉換為推進導彈前進的動能。噴管位于燃燒室尾部。

點火裝置接到火箭或導彈控制系統(tǒng)的點火指令，即在極短時間內點燃燃燒室中的藥柱使發(fā)動機工作。推力終止裝置是在發(fā)動機的推進劑尚未完全耗盡的時候實現(xiàn)終止推力的裝置。當火箭或導彈達到預定的飛行速度時，控制系統(tǒng)就給末級發(fā)動機發(fā)出終止推力的指令。

固體發(fā)動機的特點：①結構簡單，零部件特別是活動的部件少，易于維護和操作。②可靠性高。由于零部件少，因某一零、部件發(fā)生故障而引起發(fā)動機失敗的可能性小。③便于儲存。固體推進劑可長期儲存，發(fā)射前只須簡單測試，作戰(zhàn)反應快。④體積比沖高。雖然固體推進劑質量比沖比液體推進劑低，一般為2200-2700米／秒，但它的密度大，約為1．6-1．84克／厘米3，因而同樣總沖量的固體火箭尺寸比液體火箭小，使得火箭運載車輛的尺寸小，機動性好，生存能力高。⑤起飛加速性能好，能快速攻擊目標。⑥地面車輛和輔助設施少，隱蔽性好，生存能力強。固體推進劑火箭適合用于作導彈在戰(zhàn)爭條件下工作。早期的導彈都是液體導彈，自從新型固體發(fā)動機問世以來，世界上各種導彈絕大多數(shù)都采用了固體導彈。

固體發(fā)動機在航天方面也有一些應用，例如作大型運載火箭的助推器和航天器(如衛(wèi)星)的遠地點發(fā)動機等，由于固體發(fā)動機不需要加注推進劑等特點，因而在航天領域也經(jīng)常有使用的機會。

電火箭發(fā)動機 它是用電能加速工質(工作介質)形成高速射流而產生推力的發(fā)動機。和化學火箭不同，它的能源和工質是分開的。電能由飛行器提供。工質常用氫、氮、氬或堿金屬(銫、汞、銣、鋰等)的蒸汽。電火箭發(fā)動機的比沖高，壽命長(可啟動上萬次，累計工作上萬小時)，但推力相當小，只有100牛(10千克力)左右或更小。適用于航天器的姿態(tài)控制和位置保持，還適合用于長期工作的星際航行。

核火箭發(fā)動機 它利用核反應或放射性衰變釋放的熱量加熱工質，經(jīng)過噴管膨脹加速產生推力。這種發(fā)動機可分為3種類型：放射性同位素衰變型、核裂變型和核聚變型。放射性同位素火箭發(fā)動機的推力一般在1牛以下，比沖也不大，為2500-8000米／秒。核裂變發(fā)動機比沖較高，常用固體堆芯為7500-12000米／秒，常用氣體堆芯可達5萬-10萬米／秒。這兩種核火箭發(fā)動機至今只在個別地球衛(wèi)星上試驗使用過，尚不成熟。主要技術難點是核輻射防護、反應堆的控制和提高換熱器的效率問題。核聚變的效率比較高，單位質量所產生的能量是裂變的幾百倍，而且放射性危險只有裂變方式的萬分之一。

假定到銀河系航行的飛船發(fā)動機功率為100千瓦，當使用化學火箭發(fā)動機時，工作一年需要攜帶幾百噸推進劑。從地球上發(fā)射一噸重的飛船到太陽系外至少需要幾百噸重的運載火箭，發(fā)射幾百噸或1千噸以上的飛船要用幾十萬噸重的造載火箭，這是很難做到的。用核聚變發(fā)動機，只需要大約幾十千克核燃料，這就容易多了。但目前核聚變反應堆本身尚在研制之中。

太陽能火箭發(fā)動機是利用太陽能直接加熱工質，工質通過噴管膨脹加速噴出產生推力。太陽光經(jīng)發(fā)動機上的拋物面反射鏡聚焦，所獲熱能直接用以加熱工質。這種發(fā)動機的比沖可達4000-7000米／秒；能不需要推進劑長時間工作。

光子火箭發(fā)動機依靠電磁輻射光量子的定向流產生推力，這種發(fā)動機最大速度、比沖和效能。極限速度應該是光速，但很不容易達到。它的主要結構部件是光子源。為了使光子源獲得足夠大的光壓，需要有5萬-25萬K的高溫。銀河系外星距離最近的都有幾光年到幾十光年，如果有光子火箭，飛到那里的時間就短多了。

以上幾種發(fā)動機尚處于理論探索研究階段。

當前的火箭和火箭發(fā)動機技術進步很快，航天事業(yè)正在蓬勃發(fā)展，世界各國發(fā)射的衛(wèi)星、飛船、航天飛機、空間站等層出不窮、交相輝映。但如果與人類未來將要進行的飛行和開發(fā)太陽系內外星球無比宏大的，任務相比，當前的航天不過是剛剛起步。