如果把火箭比作探索宇宙的“快车”，那燃料就是它的“动力源泉”，而液体火箭和固体火箭，就像两种截然不同的“动力车型”。固体火箭的燃料是提前混合好的“固体燃料棒”，一旦点燃就像烟花一样“一飞冲天”，推力强劲却难以中途调整，更适合快速发射的导弹或火箭；而液体火箭则像“灵活的油电混动车型”，燃料和氧化剂分开存储，能通过阀门精准控制燃料供应，既可以随时调节推力大小，甚至能熄火后重新启动，就像给火箭装上了“油门和刹车”，这种灵活可控的特性，让它成为载人航天、深空探测、商业卫星组网等复杂航天任务的“主力军”。

今天我们就来深入聊聊液体火箭的“动力源泉”——液体火箭燃料。

图片由AI生成

液体火箭燃料的种类繁多，其中液氢、液氧、肼、煤油和酒精是最具代表性的品类，每种燃料都凭借独特的物理化学特性，在不同航天场景中扮演着不可替代的角色。

液氢：低温高能的“比冲冠军”

液氢（LH₂）是由氢气冷却至-253℃液化而成的燃料，作为航天领域的“高效标杆”，真空比冲可达450秒以上，在化学推进剂中位居榜首；其质量能量密度高，可显著减轻箭体结构负荷。这一特性意味着，相同质量的液氢能产生更强的推力，可有效降低火箭整体重量，尤其适合需要“轻装上阵”的深空探测、载人航天等高端任务。此外，液氢燃烧后的产物只有水，完全无污染，是典型的环保燃料。

中国科技馆展品：YF-77火箭发动机（实物）

在应用场景上，液氢常与液氧搭配作为“氢氧发动机”的燃料组合，是大型运载火箭上面级的首选。例如，美国“太空发射系统”（SLS）火箭的芯级发动机、我国长征五号火箭的YF-77发动机，均采用液氢-液氧推进剂；NASA的“猎户座”飞船、欧洲航天局的“阿丽亚娜5号”火箭，也依赖液氢燃料实现深空飞行和高轨道部署。

液氧：火箭的“助燃核心”

液态氧概述图

液氧（LOX）是氧气冷却至-183℃液化的产物，本身并非燃料，而是强氧化剂——它能与各类燃料剧烈反应，释放大量能量，是液体火箭中最常用的氧化剂。液氧的核心优势在于氧化效率高，与燃料混合燃烧充分，能显著提升发动机推力；同时，液氧来源广泛（通过空气液化分离获得），成本相对较低，且燃烧产物无污染（与氢、煤油等燃料燃烧后多为水和二氧化碳）。

长征七号火箭

液氧是绝大多数液体火箭的“标配氧化剂”，搭配不同燃料形成多样化推进剂组合：与液氢搭配构成“氢氧推进剂”，用于高端航天任务；与煤油搭配形成“煤油-液氧推进剂”，是中型运载火箭的主流选择（如SpaceX的“猎鹰9号”、我国的长征七号火箭）；与酒精搭配则曾是早期火箭的经典组合（如德国V-2火箭）。此外，液氧还可与液氟、液氨等燃料搭配，用于特殊需求的火箭发动机。

肼：适合“精准控制”的常温燃料

偏二甲肼分子结构示意图

肼（N₂H₄）是一种常温下呈液态的有机燃料，常见的衍生物包括偏二甲肼（UDMH）、甲基肼（MMH）等，是液体火箭中典型的“常温推进剂”。肼类燃料的核心优势在于无需低温存储，常温下性质稳定，可长期存放于火箭燃料箱中，适合需要频繁启动、精准控制的任务；同时，肼类燃料能量密度较高，与氧化剂（如四氧化二氮）搭配时，燃烧反应剧烈，推力输出稳定，且发动机结构相对简单（无需复杂的低温绝热系统）。

红框内为飞船推进舱

肼类燃料主要用于火箭的姿态控制发动机、变轨发动机和小型运载火箭：例如，卫星、飞船的姿态调整（如我国“神舟”飞船的推进舱、国际空间站的补给飞船）、轨道修正，多采用肼类燃料与四氧化二氮组成的“双组元推进剂”；早期的中程弹道导弹、小型运载火箭（如俄罗斯的“联盟号”火箭助推器、美国的“德尔塔Ⅱ”火箭上面级），也曾广泛使用偏二甲肼-四氧化二氮推进剂。

煤油：性价比极高的“大众燃料”

RP-1

煤油是一种烃类混合物（常用的火箭煤油如RP-1），是液体火箭中性价比最高的燃料之一。煤油燃料的核心优势在于成本低廉、来源广泛（石油炼制产物），且密度较大（约0.8克/立方厘米），燃料箱体积相对小巧，能简化火箭结构设计；同时，煤油燃烧稳定性好，与液氧搭配时，发动机推力大、启动迅速，维护和操作相对简便，适合大规模量产和频繁发射的任务。

猎鹰9号概述图

煤油是中型、大型运载火箭芯级和助推器的主流燃料，尤其适合商业航天的低成本发射需求：SpaceX的“猎鹰9号”“猎鹰重型”火箭，采用RP-1煤油与液氧推进剂，凭借高性价比和可重复使用技术，占据全球商业发射市场的重要份额；我国的长征七号、长征八号火箭，俄罗斯的“质子-M”火箭助推器，也使用煤油－液氧推进剂；此外，煤油还可用于火箭发动机的地面试验、靶弹等场景，是应用最广泛的液体火箭燃料之一。

酒精：火箭史上的“经典先驱”

乙醇分子的球棍模型

酒精（常用95%浓度的乙醇）是液体火箭发展早期的核心燃料，曾在航天史上留下浓墨重彩的一笔。酒精燃料的优势在于来源广泛、成本极低，且燃烧温和、稳定性好，对发动机材料的腐蚀性较弱，适合早期火箭技术不成熟时的研发和使用；同时，酒精的密度适中（约0.79克/立方厘米），与液氧搭配时，燃烧产物主要为水和二氧化碳，污染较小。

V-2火箭

由于酒精燃料能量密度低，且存在存储、燃烧效率等方面的局限性，难以满足现代运载火箭的高性能需求。随着航天技术的发展，酒精燃料已逐渐退出主流运载火箭的舞台，但在历史上具有里程碑意义：德国二战时期的V-2火箭，是人类首枚实用化的液体火箭，其推进剂便是酒精与液氧的组合；美国早期的“红石”火箭、苏联的“R-1”火箭，也沿用了酒精-液氧推进剂。如今，酒精燃料仍用于小型试验火箭、学生航天项目、模型火箭等场景，成为航天科普和技术启蒙的重要载体。

 猎鹰9号火箭回收过程示意图

从国际航天格局来看，我国与国外的液体火箭发展路径各有特色，也形成了不同的优势与挑战。在技术积淀上，美国、俄罗斯等航天强国起步更早，比如美国SpaceX凭借“猎鹰9号”的可回收技术，实现了煤油－液氧火箭的低成本、高频次发射，其梅林发动机的成熟度和可靠性经过了上千次发射验证；俄罗斯则在肼类常温推进剂领域积累深厚，“联盟号”火箭的推进系统历经数十年考验，在载人航天任务中表现稳定。

YF-100火箭发动机的概述图

我国液体火箭则走出了“后发赶超”的特色之路。优势方面，一是在大推力氢氧发动机领域实现突破，长征五号的YF-77发动机、长征七号的YF-100发动机，打破了国外技术垄断，尤其是YF-100作为我国首台120吨级液氧煤油发动机，推力性能达到国际先进水平；二是在箭体结构和材料上创新，比如长征五号采用的轻质高强度铝合金和复合材料，有效降低了火箭自重；三是发射成本控制成效显著，随着长征系列火箭的规模化发射，我国商业航天发射报价逐步具备国际竞争力，且在任务响应速度上，能根据需求灵活调整发射计划。

不过，与国际顶尖水平相比，我国液体火箭也存在一些短板。比如在发动机重复使用技术上，虽然已经开展相关试验，但尚未像SpaceX那样实现火箭一子级的常态化回收复用，导致单次发射成本仍有下降空间；在新型燃料研发上，如无毒肼替代燃料、液氨燃料等前沿领域，国外已进入工程验证阶段，我国仍处于实验室研发向工程化转化的关键期；此外，在火箭单机零部件的可靠性冗余设计上，部分核心部件的寿命和故障容错能力，与美国航天飞机、俄罗斯“质子号”火箭的成熟技术相比，还需进一步提升。但随着我国航天的快速发展，这些差距正不断缩小，未来我国液体火箭将在深空探测、商业航天等领域展现更强的竞争力。

液体火箭燃料的选择，本质上是对“性能、成本、安全性、任务需求”的综合权衡。随着航天技术的发展，液体火箭燃料正朝着“高比冲、低污染、可重复使用、低成本”的方向演进。

液氢燃料的存储技术不断突破，损耗率持续降低；煤油燃料的提纯工艺升级，助力发动机重复使用；无毒肼替代燃料、液氨燃料等新型推进剂的研发，也在逐步解决传统燃料的环保问题。这些技术革新，将持续为人类探索宇宙提供更强大、更可靠的“能量动力”。

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