今日科普

为什么火箭有很多节？

　我们知道，要实现宇宙航行，火箭速度在理论上至少要达到7.91千米/秒，即第一宇宙速度。20世纪，为了达到这一速度，各国都采用了多级火箭，也就是说火箭由很多“节”组成。在这种火箭中，火箭的每一“节”都是一个单级火箭，它们有自己的发动机、推进剂、控制系统和伺服机构。这些单级火箭串联或并联起来，就组成了多级火箭。那么，火箭为什么要有这么多节呢？

让我们先做一个假设。假如把巨大的运载火箭做成单级，那么全部推进剂只能贮存在这一级火箭的贮箱内。这样，贮箱不但要增大容积，还因为承受的推进剂增多而必须加厚贮箱箱壁，这将增加贮箱重量。这种火箭在飞行过程中，推进剂逐渐消耗，贮箱越来越空，空出的贮箱壳体成为无用的质量，而推进剂释放出来的能量不仅要加速卫星或飞船，还要加速这部分无用的空贮箱。而且，贮箱越重，加速空贮箱所耗费的推进剂就越多，以至火箭最终无法达到宇宙航行所需的速度。实际上，目前单级火箭所能达到的最高速度不超过6千米/秒，无法实现宇宙航行。如果能把无用的贮箱抛掉，显然可以提高火箭的末速度，这便是把火箭做成很多“节”的原因。

　　多级火箭飞行时，最下面的第一级先工作并使火箭达到一定速度，完成任务后这一级被抛掉；接着在此速度的基础上启动第二级进一步加速，完成任务后再抛掉；随后再用第三级甚至第四级加速，这样，飞行中火箭的“身体”被一节一节抛掉，推进剂能量不会过多耗费在加速无用的空贮箱上，火箭轻装前进，越飞越轻，速度逐级提高。运用这种多级火箭的“接力”技术，最终可超越第一宇宙速度，实现宇宙航行。

来源：科普中国

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