先来看一组数据对比。

铁的熔点是1538℃，铼的熔点是3180℃，坞的熔点是已知所有单金属中最高的，实验状态下达到了3422℃。

火箭发动机尾部喷射的火焰温度多高？

主流航天飞机的液氢液氧发动机，尾焰呈淡蓝色半透明状，温度在2500~3500℃之间。

SpaceX的煤油液氧发动机，尾焰呈黄色至橙色火焰，温度在2200~3000℃之间，和固体火箭发动机差不多。

从以上可以看出，火箭喷嘴的温度动辄高达3000~3500℃，即便是坞也扛不住。

这就好比，你的极限是一顿吃10碗饭，但不可能顿顿都吃10碗饭。

所以比较理想的状态是，耐高温金属材料的适宜范围在1500~2000℃，因此，单金属翻篇，合金登场。

航天飞机液氢液氧发动机采用镍基/钴基高温合金，SpaceX煤油液氧发动机采用铜铬锆合金、镀镍钴铜合金，其他还有铌钨合金、钼基合金等。

差异的地方在于，尾焰温度假定3000℃，而合金适宜工作温度最好不超过2000℃，否则时间一长，合金寿命大打折扣，所以这1000℃的高温该如何解决？这就不得不冷却技术了。

再生冷却技术

液体火箭的燃料主要是液体氢、液体甲烷、煤油、液氧等，这些东西只有在低温下才能保持液态。

以液体氢举例，想要将氢从气态转为液态，在标准大气压下需要-252.76℃的低温，宇宙中的绝对零度是-273.15℃。（理论上）

如何利用液体氢的低温来降温？

其实喷嘴里面有很多特殊结构，例如土星5号采用的管束式结构，将燃料导管轴线方向或者是螺旋式的埋进喷嘴的内外壁之间。

又或者铣槽式结构和波纹板结构，这些都不重要。

重要的是，液体氢在注入燃烧室之前，会沿着特殊导管走一圈，在此期间，低温的液体氢会吸收大量热能，并且这部分热能又回到燃烧室，燃料预热能提高燃烧效率，还能提高热能回收率。

举个例子。

你又热又渴，于是从冰箱拿出一瓶冷冻过的矿泉水。（冰块状态）

冰块吸收了你的热能后，转化成液态，此时的你，不仅感到很凉爽，也喝到了解渴的液态水。

液体氢既是燃料，又能起到降温作用。

固体冰块既能解渴，也有降温效果。

其他降温技术

烧蚀冷却

不需要复杂的导管结构，直接将由碳纤维、凯夫拉等制作的烧蚀材料，镶嵌到喷嘴内壁上。

在高温状态下，烧蚀材料会吸收热能后气化，也能起到降温效果。

曾经在网上有个热议话题：“为什么印度飞船着陆后完好如初，中国飞船却黑得像锅底？”

背后的原理是，中国飞船采用特殊烧蚀材料，在飞船降落到地球的过程中，烧蚀材料燃烧蒸发后带走热量，所以飞船落地后黑的像锅底，而印度飞船采用的是吸热材料。

薄膜冷却

在高温喷管内壁边缘注入低温气体，会产生一道冷气膜，阻隔高温直接接触壁面。

辐射冷却

不依靠外力冷却，全靠材料硬抗，喷嘴往往只有一层非常薄的合金，厚度约0.4mm，能耐1550℃的高温。

这种办法比较小众特殊，只适合太空真空环境下，通过表面红外辐射散热，由于取消冷却管路，其轻量化的设计适合小推力真空发动机。

外部辅助降温

火箭在点火时，发射平台会从左右两侧喷出约400吨水，水从液态转化为气态时，会吸收大量热能，短时间内平台核心区降温1000°C，噪音从200分贝降至140分贝。