火箭的級間分離技術(shù)

級間分離技術(shù)是將聯(lián)結(jié)成一個整體的多級火箭按預(yù)定程序進(jìn)行分離的技術(shù)。想弄清多級火箭的分離，需先了解多級火箭的聯(lián)結(jié)。目前，世界各國的運(yùn)載火箭，多數(shù)是二級或三級，少數(shù)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(lián)結(jié)有串聯(lián)、并聯(lián)、混合三種形式。如果火箭的各級是首尾相聯(lián)，那就是串聯(lián)式聯(lián)結(jié)；各級箭身挨著芯體周圍聯(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。
　　多級火箭的每一級，實(shí)際上都是能夠獨(dú)立工作的單級火箭。它們有各自的發(fā)動機(jī)(一臺或數(shù)臺)、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(yīng)的級為“第一子級”、“第二子級”……。
　　為了聯(lián)結(jié)和分離的方便，有些火箭還有級間段。各級的聯(lián)結(jié)一般采用爆炸螺栓、爆炸索、定位銷等聯(lián)結(jié)件�；鸺�飛行過程中，各級按程序指令啟動、關(guān)閉發(fā)動機(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(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：啟動第二級發(fā)動機(jī)，關(guān)閉第一級發(fā)動機(jī)，起爆炸斷聯(lián)結(jié)件。顯然，這種分離主要靠第二級火箭發(fā)動機(jī)的燃?xì)饬魇沟谝患墧嚅_結(jié)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(jìn)劑。
　　冷分離又稱減速分離。它的分離指令程序一般是：級間聯(lián)結(jié)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(fā)動機(jī)。在此種情況下，級間分離機(jī)構(gòu)的組件少、也較輕，工作過程不會受到很大的軸向、側(cè)向、振動等作用力的影響，顯得分離平穩(wěn)。但是，這種分離方式，對于控制系統(tǒng)的精度要求較高。
　　當(dāng)級間的聯(lián)結(jié)件解鎖時，第二級發(fā)動機(jī)點(diǎn)火產(chǎn)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(chǎn)生。它們適時投入工作后，可避免第一級受發(fā)動機(jī)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(wěn)定性。