火箭為何要分多級

科學家們在尋求建造作為天梯的火箭的過程中發現單級火箭無論采用性能多么好的固體或液體燃料，按當時的技術所能達到的最大速度也只有每秒6000米。這就是說，根本達不到把衛星送上地球軌道所需的每秒7900米的第一宇宙速度。那么，怎么才能解決這個難題呢？

據說，在當時的條件下，蘇聯科學家齊奧爾科夫斯基想出一個絕妙的辦法：建造被稱為“火箭列車”的多級火箭。這種多級火箭由兩級以上的火箭串聯組成。“火箭列車”從地面開出時，先是第一節火箭點火，達到一定速度后燃料耗盡自動脫落。接著，第二節火箭點火，加大速度繼續飛行，燃料用完后關機并自動脫離。然后第三節火箭接著點火飛行，直到速度提高到所需數值，把衛星或飛船等有效載荷送入預定軌道。

當然，運載火箭不是越多越好，因為多加一節，不僅制造工藝和級間分離等技術多一層困難，而且所能增加的速度也有一定限制，最多只能比單級火箭的速度大70%，現在一枚三級火箭能達到的速度比單級火箭超過45%。因此，限于各種因素，目前的多級火箭選在二級至四級之間，一般用三級的最多，也最為適宜。如在我國的長征系列運載火箭中，發射中國第一顆人造衛星的“長征一號”火箭為三級火箭，多次成功發射返回式遙感衛星的“長征二號”火箭及其改型是兩級火箭，“長征三號”及其改型是三級火箭。火箭的捆綁助推器一般算半級，“長二捆”火箭捆綁了4臺助推器，我國目前運載能力最強的“長征三號乙”在第一級也捆綁了4臺助推器。

今天，火箭技術水平已有大幅度提高，單級入軌火箭已有了實現的可能。美國正在進行這方面的努力。

（王煒薦自《科學奧秘》）