附加器

火箭两级助推器之间,是怎么进行分离的

发布时间:2022/11/9 22:32:22   
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哪怕不说,大家就都知道火箭是什么。火箭要利用自身推力将卫星送至10万米以上的高空,为了让卫星进入轨道,火箭必须将卫星加速至7.8公里/秒的速度,甚至11.2或16.7公里/秒!

为了达到如此高的速度,火箭需要持续减重。推进剂当然的会逐渐被耗尽,减轻重量,但储存推进剂的罐体会变成没有用的部件,抛弃罐体成为了理所应当的事情。

在齐奥尔科夫斯基的时代,就有了多级火箭的概念。火箭起飞时,一级助推器的罐体是满的,当一级助推器推进剂耗尽时,一级助推器分离,装满推进剂的二级助推器带着载荷继续飞行。如果是二级火箭,二级助推器与载荷分离后就结束了,如果是三、四、五级的火箭,上面级和第二级一样,分离之后会继续飞行。

两枚助推器之间的分离,科技含量很高,也很容易出事。分离前,正在工作的发动机需要事先减小推力或熄火。分离时,如果发动机正在大功率运作,可能会撞到上面级,产生爆炸;如果分离结构,如爆炸螺栓,没有正常运作,火箭将无法分离。分离后,万一上面级发动机点火过晚,或甚至没有点火,载荷将无法进入预定轨道,甚至是从天而落。

火箭有两种分离方式,分别最是热分离和冷分离。

运载“神舟”飞船,大名鼎鼎的长征2号F,就采用了热分离方式。过程如下:1级助推器推进剂耗尽前,二级发动机就已经点火,分离后1级熄火,二级火箭带着载荷继续飞行。

热分离对火箭耐热能力的要求很高,必须防止下面级被上面级的尾焰烧坏。热分离不是没有好处的,热分离可以避免一级点火失败,技术简单。

目前为止,我国运载能力最强的火箭——长征5号,就采用了冷分离技术,冷分离的过程较简单。在下面级推进剂用完后,发动机熄火、两级分离,上面级再点火。为了避免两级相撞,通常会增置使下面级减速的发动机,或减速用的压缩气瓶。

因为点火时间不同,冷分离就不会烧到下面级,热分离则会烧得下面级面目全非。这是现今可回收火箭都用冷分离的一个原因。

不管是热分离还是冷分离,都离不开一样东西——爆炸螺准。顾名思义,爆炸螺栓就是会爆炸的螺栓。爆炸螺栓中间有炸药,还有引爆炸药的雷管或火花塞。分离前,螺栓紧紧地把火箭固定在一起;分离时引爆螺栓,火箭就分开了。

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