助推器火箭龙虎榜

文/杜骏豪 图/刘泽鑫

俗话说“内行看门道”，当我们评价一款火箭厉不厉害时，主要看哪些指标呢？除了一眼能看到的外形与大小，我们更应该关注它的运载能力。

◎多级火箭示意图

火箭的工作就是要把有效载荷发射到太空中去，所以它的运载能力越强，它的舞台就越广阔。提升火箭运载能力的办法有很多，比如使用推力更大的发动机，可这对发动机技术的要求非常高，且实现难度大，成本高。与此相比，还有个更省时省力的办法，那便是给一枚光杆火箭“绑”上几枚小火箭——火箭的助推器。

1903 年，现代航天和火箭理论的奠基人齐奥尔科夫斯基发表了一篇开创性的论文《利用火箭探索外层空间》，而54 年后，人类的首颗卫星才发射上天。齐奥尔科夫斯基预见性地提出了多级火箭、助推器等概念。

多级火箭就是把一级级火箭串联起来，第一级燃烧殆尽后立即与其他火箭分离、坠落，而后由第二级接力燃烧，以此类推，最终将有效载荷送入轨道。而助推器则是把多枚火箭并联起来，同时燃烧，提高同一时间内火箭的推力。一般来说助推器会先燃烧完毕，分离、坠落，而后由中间的芯级火箭继续推进。

考考你

“人类的首颗卫星”是1957 年发射的哪颗卫星呢？

现代火箭的雏形是德国的V-2 导弹。它只有一级火箭。在二战后，V-2 导弹的技术分别被美国、苏联继承。为了提高运载能力，美国先走了多级火箭的发展路线，为V-2导弹串联上第二级火箭，而苏联同时发展了多级火箭与助推器。

◎美国早期的RTV-G-4火箭，相比V-2导弹，它串联了第二级火箭

助推器发展了几十年，历史上都有些什么特别的带助推器的火箭呢？让我们一起来看看吧。

助推器数量最多的火箭

美国的德尔塔-Ⅱ型和德尔塔-Ⅲ型运载火箭最多可以捆绑9 枚固体助推器，是世界上可捆绑助推器最多的火箭。当然，根据任务的不同，它也可以选择捆绑3 枚或4 枚助推器。这款火箭总共发射了155次，其中成功153次，目前已经退役。它曾把勇气号与机遇号火星车、开普勒太空望远镜等著名航天器发射升空。

◎分别捆绑4枚助推器与9枚助推器的德尔塔-Ⅱ型火箭

知识链接

根据燃料性质的不同，火箭的助推器可分为液体助推器和固体助推器。液体助推器可以在必要时切断推进剂供应来紧急停止。固体助推器设计简单，生产和测试也更容易，推力更大，不需要制冷隔热设备，但是整体造价相对较高，而且因点燃后很难在燃料耗尽前停下，对于航天器发射来说存在风险。

助推器最不对称的火箭

美国的宇宙神-Ⅴ运载火箭可携带1～5 枚固体助推器，覆盖8.2～18.8 吨的近地轨道运力、4.75～8.9 吨的地球同步转移轨道运力。

这款火箭是“令强迫症患者发狂的杰作”：其他火箭的助推器几乎都在芯级火箭周围平均分布，而宇宙神-Ⅴ火箭不论携带几枚助推器，总是不对称的。最令人叫绝的是只携带1 枚助推器的构型，它可以通过调控芯级火箭和助推器的矢量方向来平衡推力。

助推器数量可变的中国火箭

中国长征三号系列火箭是中国目前唯一一款可调节助推器数量的运载火箭。火箭不捆绑助推器时，被称作长征三号甲（CZ-3A），捆绑2 枚、4 枚助推器时分别被称作长征三号丙（CZ-3C）、长征三号乙（CZ-3B）。为什么2、4 对应的是丙、乙而不是乙、丙呢？是因为长征三号的乙型比丙型研制时间更早。

◎没有助推器、有4枚助推器、有2枚助推器的长征三号甲、乙、丙

通用助推器核心型火箭

为了进一步降低火箭设计的复杂度，提高零件的通用性，有些火箭的助推器与芯级火箭是通用的，这被称作通用助推器核心（Common Booster Core，简称CBC）型火箭。

美国德尔塔-Ⅳ重型运载火箭是世界上第一款采取CBC型的火箭，助推器与芯级的设计是一致的，每枚助推器只需要使用一台RS-68 液氢液氧发动机，就可以达到28 吨的近地轨道运力。

美国商业航天公司SpaceX 的重型猎鹰运载火箭是由3 枚猎鹰9 号运载火箭组装而来。每一枚猎鹰9 号使用了多达9 台梅林-1D 液氧煤油发动机。这样设计的好处是即使有某台发动机在发射时失效，火箭整体的推力也不会受太大影响。值得一提的是，重型猎鹰的3 枚火箭都具有重复使用能力。

俄罗斯最新一代运载火箭安加拉-A5 是另一款很有特点的CBC 型火箭。除了芯级外，捆绑了4 枚与芯级一致的助推器，每台助推器都由单个RD-191 液氧煤油发动机推进，力量感十足。未来，我们还有机会看到带有6 枚通用助推器的安加拉-A7 火箭。

中国的新一代载人运载火箭也采取了CBC 型的设计，每枚助推器都有7 部YF-100K液氧煤油发动机，近地轨道运力将达到70 吨。未来几年我们将看到这一大国重器飞上云霄，实现中国人载人登月的梦想，让我们拭目以待！

◎俄罗斯安加拉-A5运载火箭