為什么發射航天器必須使用多級火箭

時間：2021-02-20 10:43:03 科普知識我要投稿

為什么發射航天器必須使用多級火箭

　　多級火箭是由數級火箭組合而成的運載工具。每一級都裝有發動機與燃料，目的是為了提高火箭的連續飛行能力與最終速度。從尾部最初一級開始，每級火箭燃料用完后自動脫落，同時下一級火箭發動機開始工作，使飛行器繼續加速前進。下面是小編為大家整理的為什么發射航天器必須使用多級火箭，僅供參考，歡迎閱讀。

為什么發射航天器必須使用多級火箭

　　運載火箭是一種運輸工具，它的任務是將具有一定質量的航天器送入太空。航天器在太空中的運行情況與它進入太空時的初始速度的大小和方向有關。如果航天器進入地球軌道的速度小于第一宇宙速度(7.91千米/秒)，航天器將落回地面;如果航天器進入軌道的速度介于第一宇宙速度與第二宇宙速度(11.2千米/秒)之間，它將在地球引力場內飛行，成為人造地球衛星;當航天器進入軌道的速度介于第二宇宙速度與第三宇宙速度(16.7千米/秒)之間時，它就飛離地球成為太陽系內的人造行星;當航天器進入軌道的速度達到或超過第三宇宙速度時，它就能飛離太陽系。

　　由此可以看出，運載火箭的末速度必須達到第一宇宙速度，才能將有效載荷發射到太空而不會落回地球。通常，提高火箭的末速度有三種方法：一是采用高能量的推進劑，即采用高比推力的推進劑;二是盡量減輕火箭的結構質量，這種辦法受當前科學技術水平的限制;三是增加火箭的推進劑質量，提高火箭質量比。這三種辦法直接應用都很困難：高能量的.推進劑和減輕結構重量都會受到科技水平的限制，但單純增加推進劑質量也不行，因為結構質量也會隨之增加。經過航天先驅的研究和后來的大量實踐，科學家們認識到，提高火箭末速度的最可行辦法是采取接力模式，即將幾級火箭串聯起來，各級從下到上依次工作，每一級都會產生加速運動，從而使末級能夠達到需要的宇宙速度，這就是多級火箭原理。

　　由于每一級工作完畢后自行脫落，“死重”問題得到很好解決，運載火箭剩余部分的質量比就會大大提高，對于加速和提高末速度都十分有利，而且多級火箭研制不存在很大的技術難關，在一定的技術條件下是比較容易研制的。可以說，人類能夠順利進入航天時代，多級火箭功不可沒。當然，多級火箭也是火箭性能要求和技術限制的折中，它本身需要多套發動機、多套控制系統和其他部件，在增加火箭復雜性的同時也提高了研制成本、降低了可靠性。

　　因此，人們一直在探索利用單級火箭發射載荷的技術，并且已經取得了某些成功。但目前的單級入軌還只限于發射小衛星。

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