火箭的級(jí)間分離技術(shù)

級(jí)間分離技術(shù)是將聯(lián)結(jié)成一個(gè)整體的多級(jí)火箭按預(yù)定程序進(jìn)行分離的技術(shù)。想弄清多級(jí)火箭的分離，需先了解多級(jí)火箭的聯(lián)結(jié)。目前，世界各國(guó)的運(yùn)載火箭，多數(shù)是二級(jí)或三級(jí)，少數(shù)為四級(jí)。原因是目前單級(jí)火箭的最大速度超不過(guò)7公里／秒，無(wú)法將航天器送入地球軌道，因而，只能采用多級(jí)火箭，如同接力賽跑，逐級(jí)加速，才能把航天器送入地球軌道。
　　多級(jí)火箭的聯(lián)結(jié)有串聯(lián)、并聯(lián)、混合三種形式。如果火箭的各級(jí)是首尾相聯(lián)，那就是串聯(lián)式聯(lián)結(jié)；各級(jí)箭身挨著芯體周?chē)��?lián)結(jié)，則為并聯(lián)聯(lián)結(jié)；而混合聯(lián)結(jié)就是串、并聯(lián)兼而有之。
　　多級(jí)火箭的每一級(jí)，實(shí)際上都是能夠獨(dú)立工作的單級(jí)火箭。它們有各自的發(fā)動(dòng)機(jī)(一臺(tái)或數(shù)臺(tái))、控制系統(tǒng)的部分儀器(可分離掉的)、推進(jìn)劑系統(tǒng)、控制穩(wěn)定飛行的執(zhí)行機(jī)構(gòu)等。在火箭的最下面一級(jí)稱(chēng)為第一級(jí)，依次向上，分別稱(chēng)為第二級(jí)和第三級(jí)。由于這些級(jí)好像整個(gè)火箭中的“孩子”，所以，也稱(chēng)相應(yīng)的級(jí)為“第一子級(jí)”、“第二子級(jí)”……。
　　為了聯(lián)結(jié)和分離的方便，有些火箭還有級(jí)間段。各級(jí)的聯(lián)結(jié)一般采用爆炸螺栓、爆炸索、定位銷(xiāo)等聯(lián)結(jié)件�；鸺�飛行過(guò)程中，各級(jí)按程序指令啟動(dòng)、關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，然后依次把它們拋掉，從而降低了用于繼續(xù)加速所需的能量消耗。
　　多級(jí)火箭的分離既不能過(guò)早，也不能過(guò)遲，更不允許該分離而不分離。這就要求它的分離要及時(shí)、準(zhǔn)確、可靠、安全。常有熱分離和冷分離的兩種辦法。
　　熱分離的基本程序是：?jiǎn)��?dòng)第二級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)，關(guān)閉第一級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)，起爆炸斷聯(lián)結(jié)件。顯然，這種分離主要靠第二級(jí)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的燃?xì)饬魇沟谝患?jí)斷開(kāi)結(jié)合部之后減速，同時(shí)又使第二級(jí)在啟動(dòng)之前受到軸向過(guò)載作用而保證啟動(dòng)的可靠性，因而十分簡(jiǎn)便。不過(guò)，在分離時(shí)第二級(jí)無(wú)疑要受到較大的擾動(dòng)，并且要多消耗一些推進(jìn)劑。
　　冷分離又稱(chēng)減速分離。它的分離指令程序一般是：級(jí)間聯(lián)結(jié)件爆破斷開(kāi)，啟動(dòng)第一級(jí)的制動(dòng)火箭或其他制動(dòng)裝置，啟動(dòng)第二級(jí)的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)。在此種情況下，級(jí)間分離機(jī)構(gòu)的組件少、也較輕，工作過(guò)程不會(huì)受到很大的軸向、側(cè)向、振動(dòng)等作用力的影響，顯得分離平穩(wěn)。但是，這種分離方式，對(duì)于控制系統(tǒng)的精度要求較高。
　　當(dāng)級(jí)間的聯(lián)結(jié)件解鎖時(shí)，第二級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火產(chǎn)生加速，第一級(jí)受制動(dòng)力作用而減速，于是，在這兩級(jí)之間就形成了一個(gè)“安全距離”。
　　第一級(jí)的制動(dòng)力，可以用安裝制動(dòng)火箭或反射噴管等裝置來(lái)產(chǎn)生。它們適時(shí)投入工作后，可避免第一級(jí)受發(fā)動(dòng)機(jī)后效推力作用追上第二級(jí)所引起的碰撞，保證分離之后第二級(jí)飛行的穩(wěn)定性。