作为国之重器，火箭、导弹的发展总是那么牵动人心。当大家从电视上看到火箭或导弹腾空而起时，可曾想过，是什么力量让它们克服重力、飞上九天云霄的呢?今天，让我们来了解一下火箭发射的功臣——火箭推进剂，看看到底是什么物质让火箭这个庞然大物离开地球，奔向遥远的太空。
何谓火箭推进剂?
在电视里看过火箭发射的人都知道，火箭的下部会“喷火”，以此为火箭带来反冲力。而这“火”，就是火箭推进剂的功劳。
何谓火箭推进剂?一般认为，火箭推进剂是一种燃料，但这个说法不甚确切。实际上，火箭推进剂通常是由燃料和氧化剂两种化学物质组成的，通过在燃烧室进行反应，剧烈放热，推动火箭。这与我们常见的内燃机不同，内燃机的氧化剂，实际上就是空气中的氧气，但火箭一来需要大量能量，二来火箭有时可能在宇宙环境下使用，因此火箭推进剂必须自带氧化剂来支持燃烧室的燃烧反应。
在使用时，火箭推进剂一般以某种形式大量存储在推进剂容器里，以流体喷射物的形式大量从火箭发动机喷射出，产生推力。燃料与氧化剂燃烧产生大量高热气体，这些气体膨胀并从喷嘴喷出，不断加速，从火箭底部冲出产生推力，直到火箭达到极高的速度。
火箭推进剂有哪几种?
火箭推进剂主要有3种类型：固体、液体和混合型。
在我国，液体推进剂更加常见一些。利用液体推进剂的火箭，称为液体火箭。在设计上，液体火箭通常有分别放置燃料和氧化剂的燃料箱。
那么，哪些物质可以用于液体推进剂呢?目前，常见液体氧化剂有：液氧、液氟、四氧化二氮等;常见液体燃料有：汽油、煤油、柴油、航空燃油、RP-1和甲烷等烃类，液氢、混胺燃料(即由不同比例的脂肪胺或芳香胺组成的燃料)和肼类。其中，最常用的火箭燃料是肼类，肼、偏二甲肼、甲基肼常统称为三肼，能量高。为保持肼、偏二甲肼、甲基肼各自的优点，克服其缺点，常将其中任意两种按一定比例混合，组成混肼燃料，如质量各为50%的肼和偏二甲肼组成的燃料称为混肼-50。
目前较普遍的一种液体推进剂组合是用混肼-50作燃烧剂，四氧化二氮作氧化剂。这种组合剂可在室温下储存，但其燃烧效率比较低。另一种组合是用液氢作燃料，液氧作氧化剂。这种组合是当前最有潜力的组合，其燃烧效率很高，但由于液氢和液氧的沸点都很低，所以其保存需要超低温的储存箱，使温度维持在-200℃左右。一旦温度超过沸点，液体变成气体，就无法再用作推进剂。由于操作难度大，目前只有美国、俄罗斯、法国、中国和日本等少数几个国家掌握这种低温液体火箭技术。
固体推进剂则是“复合材料”，通常可分为双基推进剂、复合推进剂和改性双基推进剂。双基推进剂是硝酸纤维素与硝化甘油组成的均质混合物。复合推进剂是以高聚物为基体，混有氧化剂和金属燃料等组分的多相混合物。在双基推进剂中加入氧化剂和金属燃料组成改性双基推进剂。目前，复合推进剂是最常用的固体推进剂，比冲大，力学性能好，采用壳体粘结式装药，在导弹和宇航火箭发动机中广泛应用。而双基推进剂则通常用于常规武器领域。
推进剂成分中，通常包括固体氧化剂(硝酸铵、高氯酸铵、硝酸钾等)、高能化合物粉末(黑索金、奥克托今等)、聚合物基体、金属添加剂(铝、铍)、增塑剂、稳定剂和改性剂等。某些成分也可以有多种作用，如黑索金，既是燃料，又是氧化剂和增塑剂。复合推进剂既是固体发动机的燃料，又起到结构材料的一部分作用。所选用的聚合物的种类及其性质对推进剂的性能有很大的影响。因此，以各种聚合物为基体的推进剂得到不断发展。自1944年美国首先研制成功沥青-过氯酸钾复合推进剂以来，先后又研制成功聚硫橡胶型、聚氯乙烯型、聚氨酯型、聚丁二烯型等复合推进剂。目前，以端羟基聚丁二烯推进剂的性能最佳，并获得广泛应用。
烧固体推进剂的火箭称为固体火箭，固体火箭的箭体与液体火箭的箭体差别不大，但内部没有推进剂储存箱，而是把整个火箭体的内部从上到下装满固体推进剂。在火箭体的中心有一条窄窄的圆柱形缝隙贯穿推进剂的模芯，该缝隙称为燃烧室，它可使推进剂从上到下均匀燃烧。火箭底部的喷管，将燃烧室的排气导入合适的方向。值得一提的是，燃烧室的形状对火箭发射有控制作用，如果燃烧室的形状不同，那它产生推力的效果也会不同。比如，圆柱形燃烧室会使火箭推力逐渐加大，星形则可以达到均匀推力。
混合推进剂包含固体燃料和液体氧化剂、液体燃料加固体氧化剂等多种组合，其中固体燃料-液体氧化剂组合在国内外研究最多，主要由液体氧化剂供给系统和发动机主体系统组成。固液混合火箭发动机的氧化剂主要有液氧、液氟、液体一氧化二氮、过氧化氢和硝酸等，固体燃料主要包括聚合化合物和金属氢化物等。在这些燃料和氧化剂的基础上，可以组成不同的推进剂组合，达到不同的性能。
各有什么优缺点?
液体推进剂和固体推进剂差别很大，那么这两种推进剂都各有什么优缺点呢?
首先看液体推进剂，相对于固体火箭，液体火箭比冲高，能够进行加速、关闭和重启等控制，灵活性好。因此，大多数轨道运载火箭都使用液体推进剂。
另外，液体推进剂比固体推进剂便宜，成本更低。不过，液体推进剂毒性大，且需要在发射前临时加注，准备时间过长，这限制了它在武器领域的应用。
与液体推进剂相比，固体推进剂最大的优势在于它可以在室温下储存。推进剂密度高，体积也小。这些特点加上操作相对简单，使得固体推进剂火箭成为军事应用的理想选择。目前，各国新研制的导弹基本均使用固体推进剂。另外，尽管固体推进剂比冲较小，但推力更大，因此也适用于航天飞机和远程运载火箭的应用。不过，固体推进剂的燃烧不容易控制，在燃料没有烧完的情况下，很难实现发动机的关闭，因此大多不具备多次点火的能力。
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