第20章 运载火箭：飞天大力士（1957.10.4）

火箭技术用于空间探测和开发，为人类通向太空架起了桥梁。火箭好像化身博士，会变化出无数身手不凡、形态各异的运载火箭，成为飞天的大力士，也将人类的理想送上太空。

1957年10月4日，苏联用“卫星”号运载火箭发射了第一颗人造地球卫星。之后，苏联（俄罗斯）、美国、法国、日本、中国、英国、意大利、印度、巴西、以色列和欧洲空间局等国家和国际组织，先后研制和发射成功30多种不同性能的运载火箭。

作为最精密的运载器，运载火箭由多个系统组成：箭体结构系统是运载火箭的“身体”，推进系统是运载火箭的“肌肉”，控制系统是运载火箭的“大脑”，遥测系统是运载火箭的“神经”，外弹道测量系统是运载火箭的“感觉”，瞄准系统是运载火箭的“眼睛”，安全系统是运载火箭的“心眼”。

运载火箭的结构，从上到下分为四大舱段：

一、有效载荷舱段：位于火箭的头部，装载人造卫星、宇宙飞船等航天器。它的外部是流线型整流罩，保护航天器和减少空气阻力。当火箭飞出大气层时，它会自动分离、抛弃。

二、控制舱段：是火箭的指挥中枢，在火箭的内部。飞行控制仪器主要有制导、姿态控制、电源和配电等系统。它们控制运载火箭保持一定姿态，确保按正确的航线、轨道飞行。

三、推进剂贮箱舱段：在火箭的内部，装载推进剂。它占去运载火箭体积的大部分，总重量的80%～90%。为了增大装载能力，贮箱造型设计成球形，材料越轻越好，强度越高越好，一般多采用高强度铝合金材料制成。

四、发动机舱段：位于火箭的后部，有的火箭在外部安装尾翼。发射前，运载火箭通过它与发射架相连；发射后，在飞行过程中保持外形完整和稳定飞行轨道。

考察一枚运载火箭的优劣，主要的技术指标有：

起飞质量：即运载火箭自身的总质量，包括燃料和有效载荷。起飞质量越大，越能将更大更重的航天器送往更远的空间。

运载能力：即运载火箭将有效载荷送入预定轨道的能力。由于航天器运行在高低、方向各不相同的轨道上，运载能力和运载方式也不同。

入轨精度：即运载火箭将航天器送入轨道的精度。每颗卫星都有精确的空间坐标——近地点、远地点、轨道倾角等，运载火箭发射偏离方向、角度，就不能精确定位。

捆绑式火箭

如果火箭发射的有效载荷比较重，可以在一枚火箭外面捆绑几枚小火箭，称为捆绑式火箭。捆绑式火箭中间的大火箭，称为芯级火箭；外围捆绑的火箭，称为助推火箭，又称助推器。助推火箭的数量，可以根据运载能力大小和需要来选择。

适应能力：即运载火箭的适应范围。由于航天器的大小、宽度、高度、形状、重量各不相同，运载火箭的型号及其直径、高度会直接影响整流罩的大小和高度。

可靠性：即地面试验和发射飞行反复验证出来的百分比，也是一项火箭设计指标。可靠性越高越好。

安全性：即运载火箭每100次发射的安全率，也可以说每100次发射有几次危及宇航员的生命安全。安全性越高越好。目前，世界载人运载火箭的安全性约为99.5%。

成功率：即运载火箭每100次发射的成功率。火箭发射的可靠性越强，成功率就越高。

到2013年底，各国共发射运载火箭5354枚，成功4922枚，失败432枚，成功率为91.9%。其中，苏联及俄罗斯发射3179枚，成功率93.4%；美国发射1587枚，成功率90.2%；中国发射200枚，成功率91.5%。