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捆綁式火箭是中國科技名詞。

世界上所有的國家中,只有我們中國的文化[1]是始終沒有間斷過的傳承下來,也只有 「漢字」是世界上唯一的古代一直演變過來沒有間斷過的文字形式[2]

名詞解釋

捆綁式火箭,是並聯式組合的多級火箭,是指將多枚火箭並排捆綁起來發射,目的是為了使眾多火箭同時產生更大的推力。由於捆綁式火箭推力大,所以可以用它來運載更重的航天器上天。

在一個較大推力的單 級火箭(也稱芯級)周圍捆綁多個較小推力的火箭組成捆綁式火箭。捆綁式火箭捆綁的各小推力火箭,通常稱之為助推器或助推火箭,軸線圍繞芯級周圍 對稱配置。發射時芯級和助推器火箭發動機同時啟動,多級火箭助推器的數目可以根據運載能力的需要來選擇,因而簡化和加快了火箭研製的進程。捆 綁式火箭通常是混合組合方式,即將串聯和並聯組合在一起配置。

中國的長征系列火箭中長征二號E、長征三號B就是具有4個助推器的串聯和並 聯組合的大推力捆綁式運載火箭。蘇聯早期發射的「東方」號載人宇宙飛船,就是用捆綁式火箭送上天的。

發展歷程

為了戰勝地球引力進入太空,我們必須利用火箭。然而單級火箭是達不到這個目的的。俄國科學家齊奧爾科夫斯基首先提出了「火箭列車」的概念,就是把兩節以上的火箭串聯或並聯起來,組成一列多級火箭來提高火箭的速度,最終使末級火箭達到第一宇宙速度。

多級火箭利用了一種質量拋扔原理,即火箭發射後,把已經完成任務的無用的結構拋掉,使火箭發動機的能量最大限度地用於提髙火箭的動能,從而間接地減輕火箭的結構質量,實現輕裝前進」。這樣,在使用同樣性能的火箭發動機和相同技術水平的箭體結構的條件下。用單級火箭無法達到的第一宇宙速度,而用多級火箭就能實現。

世界各國現有運載火箭數十種,其大小不等,形狀各異,但其結構形式基本上分為兩類:一類是各級首尾相連的串聯式火箭;另一類是下面兩級並聯、上面一級串聯的火箭,也稱捆綁式火箭。運載火箭的大小,由其飛行任務的有效載荷和飛行軌道而定。若飛行軌道相同,有效載荷越重,則火箭起飛質量也越大;若有效載荷不變,飛行軌道越高,火箭的起飛質量也越大。在通常情況下,發射一顆質量為1噸的衛星,運載火箭質量為50-100噸。如美國發射阿波羅載人登月飛船的「土星5號」運載火箭,全長110.7米,直徑10米,起飛質量為2840噸;而阿波羅飛船的質量只有41.5噸。「土星5號」是世界上最長的「火箭列車」,它由三級火箭串聯而成。

大多數「火箭列車」都屬於串聯式多級火箭,因為這種火箭的級間分離容易實現,成為運載火箭首選的結構。而捆綁式火箭是把若干助推火箭均勻地成雙捆綁在芯級火箭的四周.火箭發射後助推火箭首先工作,完畢後再與芯級火箭分離。捆綁式火箭的最大優點是可以明顯縮短整個火箭的長度,因為助推火箭不單獨占有火箭的長度,從而避免了因火箭細長比太大,而給結構製造和飛行所帶來的種種困難。由於捆綁上去的火箭不增加火箭的總長,我們也把這部分的火箭稱為半級火箭,如兩級火箭加上捆綁,就稱作兩級半火箭。

但是,捆綁式火箭在技術上難度更大。因為火箭在飛行中級間分離,一要絕對安全可靠,二要不因分離而影響芯級火箭的工作和姿態。捆綁式火箭採用側向分離,相對串聯式火箭的縱向分離,技術複雜性要高得多了。我國的「長征二號E」和「長征三號B」運載火箭,就是在原有的二級和三級火箭基礎上,分別在芯級增加了四個捆綁上去的助推火箭。相對未捆綁的火箭,它們的運載能力都提髙了3倍多。

首次把捆綁技術應用在火箭上的,是前蘇聯著名的航天總周圍捆綁4台助推火箭,成功地發射了世界上第一顆人造地球衛星。

捆綁技術除在運載火箭上廣泛使用外,某些導彈武器也有採用。

特點

捆綁式火箭的特點是在第一級火箭外面均勻地捆綁着幾個助推火箭,在火箭發射時,助推火箭首先工作,待燃料耗盡後與主火箭分離,這時主火箭才點燃啟動。其最大的優點是明顯縮短了整個火箭的長度。因為助推火箭不單獨占有火箭的長度,這樣不僅避免了火箭長度的增加給火箭製造和飛行所帶來的種種困難,而且能增加主火箭的速度。捆綁式火箭的技術難度很大,它採用側向分離設計,這種技術的優點是充分利用技術成熟的火箭發動機,搭配大推力運載工具,以適應不同的發射需要。在火箭發射時,助推火箭首先工作,待燃料耗盡後與主火箭分離,這時主火箭才點燃起動。

參考文獻