看火箭尾焰就可以知道大致性能

还是一个推送，#火箭的尾焰可能有多少种颜色#，这个专业的，可以大致说说。

有些高科技兵器只要一露面我们就可以根据它们的外部特征来判定一些基础的性能指标，例如运载火箭和导弹。

例如图中的这枚在测试中的AIM-120，尾焰颜色偏白橙色带有“雾状拖烟”而非纯粹火焰——这说明导弹内部使用的是高氯酸铵（AP）作为氧化剂，铝粉作为助燃金属，聚丁二烯（PBAN/HTPB）作为粘合燃料的复合固体推进剂。

尾焰比较“细长”，而非剧烈膨胀，这代表飞行的F-35也在高速飞行状态，导弹发动机在一开始就进入了较为节省燃料的巡航推力（在固体导弹中和药柱的形状有关）——同样也代表了这枚导弹的加速性能一般，在极端的飞行动作下难以发射成功。不过对于中程空对空导弹，这样的设计并没有什么问题。

对比在同样一场测试中发射的AIM-9导弹，我们就可以发现不同了：

首先从颜色上看，AIM-9的颜色更偏红一些，其次有没有发现在喷管周围的火焰有更大的外扩现象？这是因为导弹的配方调整，导致了颜色的偏移，同时在AIM-9这类的导弹发动机设计初期往往采用大空腔药柱在设计中就增加了点火时导弹的发动机药柱燃烧端面面积，让导弹在初期就获得更大压力的燃气气流。在这样的设计中AIM-9可以在发射初期就获得更大的加速度使之立刻脱离发射架以更高的速度去进攻近距离目标。

有没有发现这里面的门道？那么咱们就更加系统的说说。

其实，以尾焰判断过于详细的火箭或者导弹的性能信息并不是一个十分专业的做法，通常只会作为情报信息的佐证。这是因为相机在不同的拍摄条件下本身就会有来自于曝光不足和白平衡设定不准确所带来的颜色的偏差，在不同的海拔高度、不同光照条件下颜色和背景都会有不同程度的混淆。如果真要准确的判断则需要在实验室内依靠校准后的图像采集设备、在标准黑体辐射对比下利用光谱仪进行分析。这种事情往往是在研究固体、液体导弹发动机燃料的时候进行地面分析测试的环节中完成。

而且在现代火箭尤其是武器用火箭往往还会增加一些抑制红外特征的手段，也会让火箭尾焰的颜色发生一些细微的偏转。所以这个“看火知性能”的技能就是一个佐证，别完全当真。

当然了，既然是一个推送话题，W君还是认真的展开讲讲：

你看到这里，应该知道前面咱们讲的其实就是判断尾焰颜色的基本物理、化学基础。关键的因素点在于燃料化学成分（碳含量或者无碳）、燃烧是否生成固体颗粒（黑烟 / 烟尘 / 金属氧化物）、废气化学物种（如NO₂），以及与空气混合后的次生反应（高温下氮氧化物显色）……都是决定一枚火箭的尾焰特征的主要因素。

低碳或无碳燃料（H₂）本质上产生透明/近不可见的水蒸气尾流；碳基燃料燃烧不完全会产生白/黄/橙的炽热炭黑辐射；含金属（铝）的固体推进剂会产生明亮的白色或浓烟。

再具体说：

LH₂ / LOX（液氢 + 液氧）——“近乎透明 / 微蓝”，这是因为这种火箭发动机的燃烧产物几乎只有水蒸气（H₂O），可视光中常表现为近透明或淡蓝（视观测角度、夜昼和喷流温度而变）。并不会有碳颗粒产生，因此也就几乎无烟尘发光；可见光主要来自等离子体/分子发射或与周围空气混合时的散射。

通常的情况下这类火箭发动机在工作的时候你可以清晰的看到发动机的尾喷管，在距离喷管一定距离上你才能看到一截火焰的形态，但这是高温火焰和空气混合后空气中的氮元素被加热后氮元素发出的光。

在有的条件下，你根本看不到氢氧火箭的尾焰，只能看到一个发出白炽光的光点，在中空高度飞行的过程中你还会发现这类火箭不远处拖曳着淡淡的棕红色烟雾，这是高温下空气中的氧气和氮气生成的氮化物，和火箭本身的关系就不大了。

RP-1 / LOX（精炼煤油 / 液氧）——“黄橙 / 浓亮（有时带黑烟）”，这是因为燃料中碳含量高，燃烧不完全或燃料富化时会生成碳颗粒（soot），这些炽热碳粒的黑体/散射发光给出黄—橙—白的亮色；高烟密度在可见光中呈黄色到黑褐。

由于燃烧产物并不是单纯的水了，而是成分更复杂的碳氢氧化合物，因此火焰不可见的特点在这类发动机上就消失了，取而代之的就是大型的黄白橙火焰，这一点倒是和很多人印象中的火箭尾焰颜色最为接近。

CH₄ / LOX（甲烷 / 液氧）——“偏蓝、蓝绿”。例如我们最近测试的液态甲烷+液氧火箭：

由于甲烷分子更小比长链烃更难生成大块碳颗粒，燃烧更“干净”，高温下火焰偏蓝色（高温燃烧分子发射 + 较少炭光）。实际地面观测还受喷流冷却、膜冷却等影响，偶见黄光来自壁面膜冷却释放的未燃燃料形成的碳。

MMH、UDMH这类的肼类火箭通常需要四氧化二氮或者发烟硝酸作为氧化剂所表现出的火焰颜色就是“橙红”或者“棕红”色了。这是因为在燃烧混合过程中会产生大量的二氧化氮（红毒烟）。

这种化合物本身就是浓重的棕红色。在火箭发射的时候就呈现出棕红色烟雾了。

要注意一点这些“红毒烟”和肼类液体都是剧毒的，但是它的优势在于火箭燃料都可以在常温下长期储存。对发射场的额外设备需求就小了很多，因此在很多液体推进导弹中会用到，以满足长期的作战需求。

固体推进剂（APCP 等）——“白烟/明亮尾焰，伴随浓烟或白色巨大尾迹”。

原因是常见复合固体（AP + 界面粘剂 + 铝粉）燃烧生成大量铝氧化物微粒和HCl等气体，喷流中金属氧化物微粒散射/发光，形成白—灰—黄色的高可见性尾迹；甚至一些老式的黑火药类火箭会更黑。

现在知道大体的几类火箭发动机类型特征了，咱们给按照性能排个序：

LH₂/LOX (氢氧) > CH₄/LOX (甲烷-液氧) > RP-1/LOX (煤油-氧) >> 固体推进剂 (AP-Al / HTPB 等) > 肼类/高毒常温液体 (UDMH/N₂O₄ 等)