火箭为什么要分级

而不是一级 分三级为什么

多级火箭与单级火箭相比有以下优点:

(1)、多级火箭在每级工作结束后可以抛掉不需要的质量,因而在火箭飞行过程中,能够获得良好的加速性能,逐步达到预定的飞行速度;

(2)、多级火箭各级发动机是独立工作的,可以按照每一级的飞行条件设计发动机,使发动机处于最佳工作状态,从而也就提高了火箭的飞行性能;

(3)、多级火箭可以灵活地选择每一级推力的大小和工作时间,以适应发射轨道的要求、轨道测量要求以及载人飞船对飞行过载的要求。

多级火箭也有缺点,主要是:

(1)、火箭结构复杂,使用的发动机数量多;

(2)、级与级之间需增加级间段多级火箭结构示意图进行连接,分离次数多;

(3)、结构细长,弯曲刚度差,不容易实现气动稳定。多级火箭由于这些原因使得可靠性降低,成本增加

扩展资料:

人类能够顺利进入航天时代,多级火箭功不可没。多级火箭也是火箭性能要求和技术限制的折中,它本身需要多套发动机、多套控制系统和其他部件,在增加火箭复杂性的同时也提高了研制成本、降低了可靠性。

因此,人们一直在探索利用单级火箭发射载荷的技术,并且已经取得了某些成功。但目前的单级入轨还只限于发射小卫星。

多级火箭可以是串联式的、并联式的或串并联式的,但常用的形式是串联和串并联。串联就是将多个火箭通过级间连接/分离机构连成一串,第一子级在最底下,先工作,工作完毕后通过连接/分离机构被抛弃掉,接着,其上面级火箭依次工作并被依次抛弃,直到有效载荷进入飞行轨道。

并联就是将多个火箭并排地连接在一起,周围的子级火箭先工作,工作完毕后被依次抛弃,直至有效载荷进入飞行轨道,中央的芯级火箭最后工作。以这种方式连接的多级火箭又称为捆绑式火箭。如果芯级火箭本身是串联式多级火箭,这种形式就是串并联。

参考资料来源:百度百科-多级火箭

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第1个回答  推荐于2017-10-14
  火箭要分级的原因:

  科学家们在寻求建造作为天梯的火箭的过程中,发现单级火箭无论采用性能多么好的固体或液体燃料,按当时的技术所能达到的最大速度也只有每秒6千米。这就是说,根本达不到把卫星送上地球轨道所需的每秒7.9千米的第一宇宙速度。
  在当时的条件下,苏联科学家齐奥尔科夫斯基想出一个绝妙的办法:建造被称为“火箭列车”的多级火箭。这种多级火箭由两节以上的火箭串联组成。“火箭列车”从地面开出时,先是第一节火箭点火,达到一定速度后燃料耗尽自动脱落。接着,第二节火箭点火,加大速度继续飞行,燃料用完后关机并自行脱离。然后第三节火箭接着点火飞行,直到速度提高到所需数值,把卫星或飞船等有效载荷送入预定轨道。
  由此可见,分级火箭有利于提高火箭的最终速度。当然,级数太多,每级之间的连接和分离机构部分也要相应增多,这也会影响火箭的整体强度。并带来一些复杂的技术问题。所以,现代火箭往往用二级或三级来发射运载人造地球卫星;用四级火箭来发射飞向行星际空间的宇宙飞船,宇宙飞船本身成为末级火箭。
第2个回答  2013-12-18
提到火箭分级,不能不提到“航天之父”齐奥尔科夫斯基。让火箭飞向太空探测宇宙,就是他最先提出来的。这位科学家的贡献还不限于此,他还第一个提出用“质量比”这个概念来衡量火箭的性能。火箭的质量比是指火箭的原始质量与火箭的最后质量的比值。在经过一系列数学运算以后,他又指出,对于使用硝酸和肼类推进剂的火箭来说,要使最后速度达到第一宇宙速度7.9公里/秒,火箭的质量比应等于23.5。也就是说,总重量为100吨的火箭,要有96吨是推进剂。若加上地球引力因素,则要求的质量比应更大。

  以鸡蛋为例,鸡蛋的全重和它的蛋壳的质量比是20,这使鸡蛋脆弱到一碰就破的地步。可想而知,要把火箭的质量比提高到23.5以上,火箭的壳体将造得很薄!这对于要耐受高温、高速、真空等恶劣的工作环境的火箭来说将是多么不易。何况我们还不满足于仅获得第一宇宙速度,而希望能获得更快的速度。这样一来,如何提高火箭的质量比,便成为一个亟待解决的课题。齐奥尔科夫斯基为解决这一难题作出了贡献,提出了把火箭分级的方案。

  多级火箭的好处是显而易见的。假设有两枚火箭,一枚是单级火箭,一枚是两级火箭。第一枚火箭的发射重量是2吨,其中装有1.5吨的推进剂,则其质量比是4。根据速度公式可以算出,它的最终速度可以达到3.47公里/秒。第二枚火箭由各重1吨的两级火箭组成。它们分别装有750公斤的推进剂。表面看来后者的总重与推进剂的重量都与前者相同,但效果显著不同。由于在使用时,第一级火箭推进剂燃烧完以后可以把它整个抛弃,剩下第二级火箭单独前进,所以它的最后质量只有250公斤,因此它的质量比是2000∶250=8,比第一枚火箭提高了1倍。计算表明,依靠第一级火箭的推力,只可以达到1.175公里/秒的速度,然而依靠第二级火箭,则可以进一步把速度提高到5.2公里/秒,其速度比单级火箭整整快了50%。

  由此可见,分级火箭有利于提高火箭的最终速度。当然,级数太多,每级之间的连接和分离机构部分也要相应增多,这也会影响火箭的整体强度,并带来一些复杂的技术问题。所以,现代火箭往往用两级或三级来发射运载人造地球卫星,用四级火箭来发射飞向星际空间的宇宙飞船,宇宙飞船本身成为末级火箭。
第3个回答  2013-12-18
便于控制燃料的燃烧,在燃料未完全耗尽的情况下减轻火箭的重量,减少耗能提高效率
第4个回答  2013-12-18
为的是在高空减轻自身的重力
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