太空探索和开发：火箭结构及连接-分离机构

图2-1　V-2火箭

运载火箭可分为单级火箭和多级火箭。多级火箭按级间连接可分为串联型、并联型（俗称捆绑式）、串并联混合型三种类型。串联型级间的连接-分离机构简单，但火箭的长细比（长度与直径之比）大，稳定性差，发射操作不便，上面级高空点火可靠性差。并联型级间的连接-分离机构复杂，多级火箭采用横向捆绑连接，中间芯级的火箭和捆绑火箭可在地面同时点火，避免了高空点火，可靠性高。

火箭不管是固体火箭还是液体火箭，不管是单级火箭还是多级火箭，都有结构系统、动力系统和控制系统。这三大系统称为火箭的主系统，主系统工作的可靠与否，将直接影响运载火箭飞行的成败。此外，火箭上还有一些不直接影响飞行成败的系统，例如，遥测系统、安全系统等。

箭体结构是运载火箭的基体，用来维持火箭的外形，承受火箭在运输、发射和飞行时作用在火箭上的各种载荷，安装火箭各系统，把箭上所有系统、组件连接成一个整体。

在火箭各级之间、火箭和有效载荷之间，及火箭和整流罩之间，有连接-分离机构。连接-分离机构由爆炸螺栓组成。分离时，爆炸螺栓爆炸，使连接解锁分开。(www.xing528.com)

动力系统是推动火箭飞行的装置。常用动力系统有液体火箭发动机和固体火箭发动机。

控制系统用来控制运载火箭沿预定轨道正常飞行。控制系统由制导和导航系统、姿态控制系统、电源供配电和时序控制系统三大部分组成。制导和导航系统的功用是控制运载火箭按预定的轨道运动，把有效载荷送到预定的空间位置并使之准确进入轨道。姿态控制系统是纠正运载火箭飞行中的俯仰、偏航、滚动误差，使之保持正确的飞行姿态。电源供配电和时序控制系统保证火箭按预定飞行时序实施供配控制。

遥测系统把运载火箭飞行中各系统的工作参数及环境参数测量下来，通过运载火箭上的无线电发射机将这些参数送回地面，由地面接收机接收；亦可将测量所得的参数记录在运载火箭上的磁记录器上，由地面回收磁记录器。这些测量参数既可用来预报航天器入轨时的轨道参数，又可用来鉴定和改进运载火箭的性能。一旦运载火箭在飞行中出现故障，这些参数就是故障分析的依据。

安全系统是当运载火箭在飞行中一旦出现故障不能继续飞行时，将其在空中炸毁，避免运载火箭坠落时给地面造成灾难性的危害。

早期火箭在尾部有较大翼面，翼面后缘有舵面用来导向。但是火箭趋近音障时，这些翼面可能撕裂火箭壳体。因此，翼面的尺寸减小为小翼，叫导向翼。后来，工程师们发现可以用游动发动机偏转推力方向完成导向。这是现代火箭广泛使用的技术。

在火箭顶部是应用舱段，是一个容纳航天器的空心锥体，外面是整流罩。顶部做成锥形以减少大气阻力，保护内部有效载荷，免遭被动态强风破坏。