火箭的速度(火箭发动机有最大速度吗？)

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我试着尽量通俗的解释一下：

首先大气层里的速度和大气层外的速度完全是两个不同概念。在大气层内飞行有明显的大气阻力影响，阻力随着速度提升而增长，最终当推力和阻力持平后速度就无法继续提升了火箭的速度，所以在大气层内提高速度的关键是增加推力和减小阻力。

而大气层外火箭的速度，由于冯·卡门线以上高度的地球高层大气以及星际介质极其稀薄，可以忽略阻力。能持续加速，至于具体能多快这个需要齐奥尔科夫斯基方程来算，关键是由比冲（每单位推进剂能产生多少倍单位推力，对于火箭之类的喷气推进可以说就是喷气速度）以及质量比（满载推进剂时的飞船质量和不带推进剂时飞船质量的比值）决定的。推力反倒是次要的，你可以用很低的加速度例如0.01G用好几天甚至几个月乃至更久慢慢加速。当然在某些情况下引力会带来一定的速度损失，那又是另一回事了。这个速度在航天上叫速度增量，缩写为D-V。实际航天飞行里速度增量不等于最大速度，需要考虑很多因素例如引力损失、轨道修正和姿态控制、减速制动、应急备用等。

另外运载火箭从地面发射的确需要高推力，如果整箭推重比低于1也就是加速度低于1，那根本飞不起来。如果推重比等于1，那只能在空中悬停，如果推重比为2那就能以1G加速度上升加速。理论上运载火箭加速度越大越好，如果是2G加速度那一半的能量被重力吃掉了，如果10G的话只有1/10被重力吃了，所以加速度越大，火箭发射时受重力损失的速度比例也就越小。不过这也要考虑很多其他因素例如大过载对仪器、人员的影响、结构强度、阻力负荷、气动加热等。所以运载火箭加速度通常不超过5G，我记得航天飞机发射是3-4G的加速度。

如果无限量的燃料，理论上是能达到光速，然而谁也不知道需要加速多久才能达到，毕竟随着相对论效应越来越明显飞船质量会猛烈增长，而推力不会，于是加速度越来越低，就需要无限长的时间加速到光速，或者说只能无限接近光速而无法达到。

注意加速度和速度是两个不同的概念，很多人甚至包括某些工科出身的人很容易搞混。比如120G加速度大约是1,177米/秒，是时间每增加一秒，你就增加1,177米/秒的速度，而不是你只能达到1,177米/秒的速度。如果起步速度是0以120G持续加速10秒那速度就是11,770米/秒，并不是实际的速度。

银河系逃逸速度大约是492,000-594,000米/秒（我觉得可以称呼为第四宇宙速度），用120G加速度加速大约需要504.7秒。如果用0.01G的加速度，大约需要70天，最终的结果是一样的。

太高的加速度对于飞船不但没必要，甚至得不偿失。因为加速度越高意味着飞船结构负荷越大，假设一艘飞船质量是200吨，在120G下就是24000吨的负荷，相对于加速度0.01G的飞船是12,000倍的差别！！！这自然需要大大加固结构免得坍塌解体。而加固结构自然会大大增加质量，反而剧烈恶化了飞船的质量比，那些结构上额外的死重使得最终速度反而更慢。想想一层的活动板房和上百层摩天大楼的差别就明白了。

记住在太空飞行时在同等技术、同等吨位的情况下加速度120G的飞船反而比加速度0.01G的飞船慢不少（具体取决于结构加固以及载荷（包括人员）、设备抗超高过载所用措施增加的死重比例）。

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