我們都知道牛頓第三定律，即作用力和反作用力定律。 在航空領(lǐng)域，火箭是應(yīng)用牛頓第三定律的杰出代表。 火箭依靠燃料推力產(chǎn)生的反作用力翱翔天空。 火箭飛行的另一個(gè)重要基礎(chǔ)是動(dòng)量守恒定律。 當(dāng)氣體噴發(fā)時(shí)反沖運(yùn)動(dòng) 火箭反沖運(yùn)動(dòng) 火箭，會(huì)產(chǎn)生作用力大、作用時(shí)間短的反沖運(yùn)動(dòng)，使火箭獲得很大的速度飛向太空。
根據(jù)能源不同，可分為固體火箭、液體火箭和混合推進(jìn)劑火箭。 它們的結(jié)構(gòu)和工作原理基本相同。 圖1所示為液體火箭的結(jié)構(gòu)。 火箭包括一個(gè)又高又薄的圓柱體，它是由相對(duì)較薄的金屬制成的。 這個(gè)氣缸內(nèi)存放著火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料和補(bǔ)給箱，而為火箭提供推進(jìn)力的發(fā)動(dòng)機(jī)則放置在氣缸的底部。 發(fā)動(dòng)機(jī)底部有一個(gè)看起來(lái)像鐘形的噴嘴。 該發(fā)動(dòng)機(jī)使用一種裝置，即燃料輸送系統(tǒng)，將原始火箭燃料注入噴嘴頂部的燃燒室。
圖1 火箭原理及結(jié)構(gòu)
為了讓火箭飛得更遠(yuǎn)，就需要盡可能地處理掉不用的，所以火箭常常采用接力的方式。 常用的“接力”方式有串聯(lián)、并聯(lián)和混合連接三種。
1.串聯(lián)法。 這種方法是將多級(jí)火箭串聯(lián)在一起。 帶有有效載荷的火箭放置在前面，沒(méi)有有效載荷的火箭位于底部。 它首先起作用； 工作完成后，通過(guò)連接和分離機(jī)構(gòu)丟棄。 然后，其上級(jí)火箭依次工作并被一枚一枚拋擲，直至有效載荷進(jìn)入飛行軌道，如圖2所示。這是最常用的連接方法。 比如發(fā)射我國(guó)首顆人造地球衛(wèi)星東方紅一號(hào)的我國(guó)長(zhǎng)征一號(hào)火箭，就采用了三級(jí)火箭串聯(lián)技術(shù)。
圖2 串聯(lián)連接方法
2、并聯(lián)方式是將多枚火箭并列連接。 周?chē)淖踊鸺紫裙ぷ鳎?工作完成后，它們被一一廢棄，最后是中央核心級(jí)火箭工作。 如圖3所示，以這種方式連接的火箭多級(jí)火箭也稱(chēng)為捆綁式火箭。
圖3 火箭并聯(lián)方式
3、混合連接法，又稱(chēng)串并聯(lián)法。 例如，核心級(jí)火箭本身就是串聯(lián)式多級(jí)火箭，然后在核心級(jí)火箭周?chē)⑴胚B接多個(gè)火箭。 這類(lèi)似于先并聯(lián)然后串聯(lián)火箭。 我國(guó)的長(zhǎng)征二號(hào)E、長(zhǎng)征二號(hào)F、長(zhǎng)征三號(hào)B都是串并聯(lián)火箭。
圖4 火箭混合連接方式