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从原理上看,航天发动机和航空发动机都是燃烧燃料,然后喷出高速气流形成推力,将燃料内的化学能转化为机械能的方式。但是不同的是,飞机是在大气层里面飞行的,所以它可以从大气里面吸取氧气,作为燃料的氧化剂。而航天发动机主要是在大气层外飞行,所以需要自带氧化剂。这样就导致两种发动机结构上的不同,各自侧重点也不太一样。
目前航空发动机大多都是涡轮发动机(包括涡扇、涡轴、涡桨、涡喷几种),它们一般结构都包括压气机、燃烧室、涡轮机几部分。当外部空气经过进气道进入压气机后,便会减速增压,然后就进入燃烧室与燃料混合燃烧。一般来说,当前很多涡轮发动机的压气机都分低压和高压两段,将空气压缩成高密度、高压、低速的气流,以增加发动机的效率。
被压缩后的气流进入燃料室后,与喷油嘴喷射出来的燃料混合并燃烧。由于燃料燃烧瞬间膨胀,就会产生大量的高热、高压废气,这些废气就会推动涡轮高速旋转。而多余的废气,就从喷嘴或飞机尾部排气管排出。一般来说,航空发动机所用的燃料有航空煤油和航空汽油。
航天发动机由于主要在大气层外飞行,没法也无需从外界吸取空气,因此它不需要进气道和压气机、涡轮这些结构。所以它需要同时携带氧化剂和燃料,控制它们按一定比例在燃烧室内混合并燃烧,燃烧后产生的尾气直接从喷嘴喷出,给火箭(或者其他航天器)产生推力。一般来说,航天发动机的氧化剂是液氧,燃料是煤油、液氢、甲烷或者酒精。