简单来说火箭可供喷的“气”是极为有限的,而可供航空发动机喷的气,几乎是无限的。
下面是复杂版本:
根据动量定理,单位时间内产生的推力F=mv/t,消耗的功率为P=1/2*mv2/t(高中物理知识,不考虑来流动能和速度的前提下)。
单位功耗的推力就是F/P=2/v。越是降低喷气速度v,越能提高相同功耗下的推力。但是如果我的功率不变(燃烧燃料的速度不变),就必须增大喷出气的质量。就是说我烧1kg燃料,喷出10kg的气体,不如烧1kg喷出20kg气体效率高。
然而对于火箭发动机这则不可行。火箭发动机的推进剂既是能源又是工质。简单来说如果烧1kg推进剂,喷出的就是这1kg推进剂燃烧产生的燃气。不可能用1kg推进剂产生的能量去喷10kg气体,因为没有空气可供利用。
而火箭发动机的提升排气速度最根本的途径还是增大推进剂释放出的能量,从而提升排气速度。这其实对于航空发动机也同样是好事。也意味着单位推进剂能产生更多的冲量(即推力*推进时间)