SpaceX 火箭引擎如何散热

A study by The Aerospace Corporation found that 91% of known launch vehicle failures in the previous two decades can be attributed to three causes: engine, avionics, and stage separation failures

在SpaceX猎鹰9号的用户手册中有这样一段话

航空航天公司的一项研究发现，在过去的二十年中，已知的运载火箭故障中有91％可归因于三个原因：发动机，航空电子设备和级分离故障

而火箭发动机最大的问题之一是热传导，也就是散热问题

这是一张液体燃料火箭的简化图。编号1是液体燃料，编号2是氧化剂，编号3的泵，把液体燃料和氧化剂输送到燃烧室，混合并燃烧，燃烧产生的高温气体高速喷出，在牛顿第三定律的作用在，火箭获得反作用力，飞向太空。

1.液体火箭燃料。

2.氧化剂。

3.泵输送燃料和氧化剂。

4.燃烧室将两种液体混合并燃烧。

5.热的排气在喉咙处被阻塞，这决定了产生的推力。

6.排气排出火箭。

对于火箭引擎，常见的冷却方法有：

烧蚀冷却（墙壁内涂有连续蒸发并带走热量的材料）例如，SpaceX梅林1A发动机，使用便宜的一次性的烧蚀冷却碳纤维复合材料喷口，第一次在2006年3月24日，发射之后不久因为燃料泄漏而起火而导致发射失败。第二次在2007年3月21日，这次发射非常成功。(这里仅指第一阶段火箭成功)

辐射冷却（辐射冷却是指物体通过辐射散发自身热能，在视频中，喷嘴处使用的技术就是辐射冷却，喷嘴几乎变成白色，并散发热量 https://www.sohu.com/a/190495297_343161）SpaceX默林1C引擎的火箭喷嘴就是使用这项技术。

转储冷却（推进剂，通常为氢气，绕过燃烧室并转储）

再生冷却（液体火箭的燃料通过冷却套对燃 烧室进行冷却）默林1C是SpaceX第一款使用再生冷却的火箭发动机，燃烧室通过“再生冷却”散热

幕帘冷却（用冷却剂喷射内壁，使温度降低）

薄膜冷却,薄膜冷却是通过在要保护的表面和热气流之间插入一层冷却液来实现的。流体通过槽或孔直接引入燃烧室，并沿壁引导，蓝色的部分就是冷却剂，包裹在薄膜内部，还能限制燃烧产物附着到内壁，降低内壁的氧化速率。

从真实火箭引擎的截面图可以看出，燃烧室和喷嘴都是中空的结构，下面这张图，红色的部分代表燃料，绿色的部分代表氧化剂

燃料进入燃烧室之前，以一定流速流经夹层，将内壁的热量带走，以达到冷却目的。冷却剂吸收的热量并未损失，它随着冷却剂喷入燃烧室而又回收到燃烧室内，故称为再生冷却。