火箭有幾個腳

火箭一般有四個推進器，也就是四個腳。

我們知道，火箭種目繁多，不可一一列舉。在此，我們只重點介紹航天運載火箭的結構和組成，並且只以化學能火箭為主要介紹對象。

事實上，運載火箭主要包括動力系統、控制系統、殼體及結構系統、有效載荷系統四大部分。那麼，它們都有什麼功用呢下面作一一介紹。

火箭發動機動力系統

火箭發動機是使火箭具有強大推力的動力系統。它包括主動力系統和其他輔助動力設備。如果從燃料形式不同來分，則有固體(推進劑)發動機、液體(推進劑)發動機、固液混合(推進劑)發動機。這裏所説的推進劑只包括燃燒劑和氧化劑兩部分。這三種推進劑的火箭發動機結構是不同的。

固體火箭發動機

固體火箭發動機通常由燃燒室、噴管和點火裝置等組成。燃燒室是放置固體推進劑藥柱的場所，燃燒室的後部連接噴管，噴管可以是一個，也可以是多個。而點火裝置則是由電爆管、點火藥和殼體結構組成，它實際上也是一個小型的固體發動機。點火裝置按照不同的點火要求，可以安裝在發動機的頭部、藥柱的中部或尾端。當發動機工作時，先通電使電爆管爆炸，引燃點火藥，然後由點火藥點燃存放在燃燒室內的藥柱，藥柱燃燒產生的燃氣流通過噴管高速噴出而產生推力。

固體火箭發動機結構較簡單，工作可靠，藥柱可長期貯存於燃燒室內，但效能較低，工作時間短，不易多次啟動，而推力大小、方向的調節也比較困難。

液體火箭發動機

液體火箭發動機一般由推力室、推進劑供應系統和發動機控制系統組成。

推力室是發動機中產生推力的那一部分，它由推進劑噴注器、燃燒室和噴管組成。對非自燃推進劑來説，還有點火裝置，如火花塞等。推進劑由噴注器噴入燃燒室，經霧化、混合、燃燒，形成3000℃—4000℃的高温和幾十兆帕的高壓燃氣，在噴管內迅速膨脹，以每秒數千米的速度高速噴出而產生推力。

而推進劑供應系統則是把液體推進劑從貯箱輸送到推力室的系統，這就好比是人的心血管系統一樣，構造十分複雜。它有擠壓式和泵壓式兩種。對現代大型火箭來説，主要是泵壓式(包括泵、渦輪、傳動機構和渦輪啟動系統等）。

推進劑是靠高速轉動的渦輪泵送到推力室的。因此，渦輪泵常常被説成是火箭的心臟。而發動機要工作，必須先讓渦輪泵轉動起來，這就是渦輪啟動系統的任務。渦輪啟動系統就像是心臟起搏器一樣。渦輪啟動系統的種類很多，現以燃氣發生器的啟動裝置為例，來説明推進劑供應系統的工作原理和過程。

燃氣發生器是如何點火使推進劑燃燒的呢?工作過程是這樣的：燃氣發生器包括火藥啟動器和電爆管。電爆管通電後爆炸，引起火藥爆炸，產生低温燃氣，進而吹動渦輪葉片，渦輪帶動泵旋轉，轉動起來的泵將推進劑的一部分送進燃氣發生器，而另一部分則送進推力室。進入燃氣發生器的推進劑燃燒生成高温高壓燃氣，驅動渦輪泵以更高的速度旋轉，將大量的推進劑輸送到推力室燃燒，進而產生推力。

而發動機控制系統的作用是控制發動機的啟動、點火和關機(即熄火)等工作程序，控制推進劑的混合比例，控制推力的大小和方向等。

其工作程序控制由按事先設計好的程序打開和關閉發動機供應系統的閥門來完成。

而推進劑的混合比例和推力的大小，則通過發動機上特有的裝置和方法來控制。

推力方向控制早期採用石墨做成的舵來進行。它安裝在噴管的排氣出口，像船舶的舵那樣，通過改變噴氣流的方向來調整推力方向。目前，一般採用搖擺發動機，即通過發動機的偏轉來調整推力方向。石墨舵偏轉和發動機的搖擺，都是由火箭的控制系統發出命令，通過一個叫做液壓伺服機構的裝置來完成的。

固液混合火箭發動機

這種火箭發動機一般是由放置固體燃料(或氧化劑藥柱)的燃料室、噴管和貯放液態氧化劑和燃燒劑的貯箱以及液體推進劑組分供應系統所組成。

當發動機工作時，可以是固態、液態推進劑組分相互接觸時自燃點火，也可以像固體發動機那樣安裝一個火藥點火器。液體推進劑組分的供應則用壓縮氣體或燃氣渦輪泵來供應。

上述三種發動機，不論是哪種類型，要提高其性能，主要是提高發動機的噴氣速度。因此，最重要的是選擇高性能的推進劑。同時要優化發動機設計方案，在儘量減少發動機自重的同時，提高推進劑的比衝值(即能量效應)。

火箭飛行控制系統

火箭飛行控制系統是運載火箭的“智能”部分，好比是火箭的眼睛、大腦和手腳。通常它是由制導系統、姿態控制與電源配電組成的火箭飛行控制系統和設置在地面的測試檢查及發射控制系統組成。

制導系統

制導系統由慣性平台和計算機組成，用於控制火箭發動機準時點火、關機和火箭各級的分離，使火箭能按預定軌道飛行和確保有效載荷的入軌精度。

姿態控制

姿態控制用於糾正火箭在飛行過程中的俯仰、偏航和滾動誤差，保持火箭以正確的姿態飛行，並實施定向和防流星碰撞。在動力飛行段，姿態控制通過慣性平台速率陀螺—數字控制器—伺服機構連續控制方案來實現而在慣性飛行段，姿控系統則通過裝有小型單組元推進劑發動機的開關控制方案來實現。

電源配電系統

電源配電系統的作用，一是給控制系統的儀器儀表供電和配電二是按火箭飛行的先後工作程序發出時間順序的命令三是控制火箭工作狀態的變化。

火箭測控系統

火箭的制導控制和姿態控制等是由測控系統來實施指揮的。

飛行控制系統主要由測試儀表(陀螺儀、加速度表等)、中間裝置(電子計算機等)、執行機構(中磁閥門、電爆器材、姿態噴管、發動機伺服機構等)和電源配電裝置(電池、二次電源、配電器等)組成。

其中，測量儀表好比是火箭的“眼睛”，它能隨時監視運載火箭飛行路線是否對頭，飛行姿態是否正確，並及時發出糾偏信號中間裝置則是火箭的“大腦”，它接到測量儀表發來的各種糾偏信號後，立即進行計算和綜合處理，並將信號放大後傳送給執行機構執行機構接到中間裝備傳來的命令後，把電信號轉變成一種相應的機械運動，準確地對火箭飛行路線或飛行姿態進行糾偏，使發動機能按時點火、關機和實現各級按時分離。所以執行機構好比是運載火箭的“手腳”。 火箭殼體及結構系統

火箭的殼體及其結構系統是安裝有效載荷、飛行控制系統、動力裝置等箭上設備，並將它們連成一個有機整體的框架系統。

殼體及結構系統不僅肩負着火箭在運輸、發射和飛行過程中承受各種外力、保護箭內儀器設備不受損害的任務，而且還有流線型的光滑外殼，使火箭具有良好的空氣動力外形和飛行性能。對一枚大型多級液體火箭而言，其箭體結構通常由有效載荷艙、整流罩儀器艙、氧化劑貯箱、燃料貯箱、級間段、發動機推力結構、尾艙和分離機構等組成。

載荷艙

有效載荷艙一般位於運載火箭的頂端，它是安放衞星、飛船等有效載荷的地方。整流罩是保護有效載荷的火箭外殼。在有效載荷與箭體分離前，整流罩將按照控制系統的命令在空中與衞星或飛船脱離。

儀器艙

儀器艙一般在有效載荷艙的下面，它是安裝飛行控制系統主要儀器設備的專用艙段。

箭體結構

火箭箭體結構有多種形式，有單級箭體、多級箭體和捆綁式箭體之分。多級運載火箭各級之間的連接方式有串聯、並聯和串並聯三種。串聯式火箭是把數枚單級火箭頭尾相接，連為一體。並聯火箭又叫捆綁式火箭，它是把較大的一枚單級火箭放置中央，稱為芯級，在其周圍再捆綁若干枚助推火箭，或助推器，稱之為助推級。串並聯式火箭與並聯式火箭的區別在於它的芯級不是一枚單級火箭，而是串聯的多級火箭。

知識點

推進劑

推進劑又稱推進藥，能有規律地燃燒釋放出能量，產生氣體，推送火箭和導彈的運行。推進劑具有下列特性：①比衝量高②密度大③燃燒產物的氣體（或蒸氣）分子量小，離解度小，無毒、無煙、無腐蝕性，不含凝聚態物質④火焰温度不高，以免燒蝕噴管⑤有較寬的温度適應範圍⑥點火容易，燃燒穩定，燃速可調範圍大⑦物理化學穩定性良好，能長期貯存⑧機械感度小，生產、加工、運輸、使用中安全可靠⑨若為固體推進劑，還應有良好的力學性質，有較大的抗拉強度和延伸率。常用的推進劑主要有固體、液體兩種，少量固液混合體也在試用。