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特點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)

使用多級(jí)火箭及推進(jìn)器最主要的理由是當(dāng)燃料燒盡時(shí)，原本儲(chǔ)存燃料及發(fā)動(dòng)機(jī)本身的空間與結(jié)構(gòu)就再也沒(méi)用，只會(huì)增加載具的重量并且降低之后的加速。借由丟棄無(wú)用的分節(jié)，火箭降低其自身重量。其它分節(jié)的推進(jìn)力就可以比原本沒(méi)有丟棄、或者比單一大型火箭還能提供更多加速。當(dāng)丟棄一段分節(jié)時(shí)，剩余部分的火箭仍然以近似整個(gè)組合體在燃盡時(shí)的速度移動(dòng)。這表示它僅需要更少的總?cè)剂弦赃_(dá)到想要的速度或高度。

另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是每一節(jié)都可使用不同種類(lèi)的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，而每個(gè)分節(jié)/發(fā)動(dòng)機(jī)都可依其運(yùn)行時(shí)的狀況調(diào)整。因此低層節(jié)的發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)用在有大氣壓力的狀況下，上層節(jié)可用較適合于近似真空狀態(tài)的發(fā)動(dòng)機(jī)，低層節(jié)比高層節(jié)需要更多結(jié)構(gòu)，因?yàn)樗麄冃枰钶d自身的重量加上上層的重量，將各層結(jié)構(gòu)最佳化可減少整體載具的重量并提供更多好處。

缺點(diǎn)

三種多級(jí)火箭結(jié)構(gòu)圖

土星一號(hào)B的一二級(jí)分離藝術(shù)想象圖

正在吊裝的土星五號(hào)第二級(jí)

在另外一方面，分節(jié)技術(shù)必須承載稍后階段才會(huì)用到的發(fā)動(dòng)機(jī)，也使得整個(gè)火箭變得更加復(fù)雜更加難建造。然而其所帶來(lái)的好處是如此巨大以致于現(xiàn)在所有用來(lái)運(yùn)送酬載至軌道的火箭都用分節(jié)技術(shù)技術(shù)。

目前，這項(xiàng)技術(shù)的實(shí)用性因科技發(fā)展而遭到了質(zhì)疑。以航天飛機(jī)為例，升空的費(fèi)用大部分皆與運(yùn)行人事費(fèi)用相關(guān)(對(duì)照于燃料或設(shè)備)，減少這些花費(fèi)變成降低整體發(fā)射成本最好的方法。還在理論中及開(kāi)發(fā)中的新科技被檢視以降低發(fā)射載具成本。更多的資訊可以從單級(jí)火箭至沒(méi)有分段的設(shè)計(jì)中找到。

多級(jí)火箭可能會(huì)造成太空垃圾

上面級(jí)

運(yùn)載工具的上面級(jí)是一種可以在低壓或真空環(huán)境工作的火箭級(jí)。上面級(jí)一般采用低壓燃燒室和比較合適的噴嘴尺寸膨脹比。許多低壓液體燃料上面級(jí)，如噴氣飛機(jī)公司的AJ-10，推進(jìn)劑的輸送不需要復(fù)雜的渦輪設(shè)備。低壓燃燒室的熱傳導(dǎo)率很低，因?yàn)槿紵铱刹捎脽g冷卻技術(shù)，而不需要很復(fù)雜的回流冷卻。

歷史

人類(lèi)歷史上最早的多級(jí)火箭，是北宋時(shí)期水師裝備的“火龍出水”。朝鮮在14世紀(jì)也裝備了類(lèi)似的多級(jí)火箭武器。

歐洲最早的多級(jí)火箭實(shí)驗(yàn)由奧國(guó)人Conrad Haas在1551年所做，他是外西凡尼亞(現(xiàn)今羅馬尼亞境內(nèi))Sibiu城的軍火大師。 這個(gè)概念由至少四個(gè)人分別獨(dú)立開(kāi)發(fā)：

波蘭人卡齊米日·西門(mén)諾維茲

俄國(guó)人康斯坦丁·齊奧爾科夫斯基系統(tǒng)提出了使用多級(jí)火箭進(jìn)入太空的理論。

美國(guó)人羅伯特·戈達(dá)德發(fā)明了液體火箭。

德裔外西凡尼亞人赫爾曼·奧伯特

第一枚多級(jí)現(xiàn)代火箭是1948年在美國(guó)白沙靶場(chǎng)試射的RTV-G-4 Bumper。最大試射高度達(dá)到了393 km。

參見(jiàn)

運(yùn)載火箭上面級(jí)列表

緩沖器計(jì)劃

Conrad Haas

可再利用式發(fā)射系統(tǒng)

單級(jí)火箭

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