火箭的級間分離技術

級間分離技術是將聯結成一個整體的多級火箭按預定程序進行分離的技術。想弄清多級火箭的分離，需先了解多級火箭的聯結。目前，世界各國的運載火箭，多數是二級或三級，少數為四級。原因是目前單級火箭的最大速度超不過7公里／秒，無法將航天器送入地球軌道，因而，只能采用多級火箭，如同接力賽跑，逐級加速，才能把航天器送入地球軌道。
　　多級火箭的聯結有串聯、并聯、混合三種形式。如果火箭的各級是首尾相聯，那就是串聯式聯結；各級箭身挨著芯體周圍聯結，則為并聯聯結；而混合聯結就是串、并聯兼而有之。
　　多級火箭的每一級，實際上都是能夠獨立工作的單級火箭。它們有各自的發動機(一臺或數臺)、控制系統的部分儀器(可分離掉的)、推進劑系統、控制穩定飛行的執行機構等。在火箭的最下面一級稱為第一級，依次向上，分別稱為第二級和第三級。由于這些級好像整個火箭中的“孩子”，所以，也稱相應的級為“第一子級”、“第二子級”……。
　　為了聯結和分離的方便，有些火箭還有級間段。各級的聯結一般采用爆炸螺栓、爆炸索、定位銷等聯結件。火箭飛行過程中，各級按程序指令啟動、關閉發動機，然后依次把它們拋掉，從而降低了用于繼續加速所需的能量消耗。
　　多級火箭的分離既不能過早，也不能過遲，更不允許該分離而不分離。這就要求它的分離要及時、準確、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：啟動第二級發動機，關閉第一級發動機，起爆炸斷聯結件。顯然，這種分離主要靠第二級火箭發動機的燃氣流使第一級斷開結合部之后減速，同時又使第二級在啟動之前受到軸向過載作用而保證啟動的可靠性，因而十分簡便。不過，在分離時第二級無疑要受到較大的擾動，并且要多消耗一些推進劑。
　　冷分離又稱減速分離。它的分離指令程序一般是：級間聯結件爆破斷開，啟動第一級的制動火箭或其他制動裝置，啟動第二級的火箭發動機。在此種情況下，級間分離機構的組件少、也較輕，工作過程不會受到很大的軸向、側向、振動等作用力的影響，顯得分離平穩。但是，這種分離方式，對于控制系統的精度要求較高。
　　當級間的聯結件解鎖時，第二級發動機點火產生加速，第一級受制動力作用而減速，于是，在這兩級之間就形成了一個“安全距離”。
　　第一級的制動力，可以用安裝制動火箭或反射噴管等裝置來產生。它們適時投入工作后，可避免第一級受發動機后效推力作用追上第二級所引起的碰撞，保證分離之后第二級飛行的穩定性。