從上面的發射過程來看,獵鷹9號是兩級火箭。在整個發射過程中,火箭的最大飛行速度沒有達到兩級火箭分離時的最小發射軌道速度7.9 km/s。那火箭是怎麽完成發射軌道要求的?
其實這就要從火箭之父齊奧爾科夫斯基的多級火箭公式說起了。在這個公式中,獵鷹9號運載火箭在壹、二級分離時的速度與火箭發射時的推力M0和壹級火箭關機時的自重M1直接相關,因為M0與M1的比值越大,火箭分離的速度越高,但受到現有火箭燃料比沖低的限制。
再來說說獵鷹9號運載火箭。雖然壹、二級火箭分離時的最大飛行速度只有第壹宇宙的壹半多,但拋棄壹級火箭後,二級火箭本身更輕,此時外部空氣稀薄,阻力小。因此,二級火箭只需要壹臺最大推力為81噸的梅林1D+液體火箭發動機,就可以滿足二級火箭的飛行要求。因為對於獵鷹9號運載火箭來說,根據不同的發射軌道,壹級和二級火箭裝載的燃料量是不同的。比如在近地軌道發射飛船,二級火箭自重約3噸,火箭內部裝載燃料量45噸,加上空間發射載荷約10-13噸。此時整個二級火箭+飛船的重量只有58-666。二級火箭采用的真空版梅林發動機,推力為81噸,火箭推重比高達1.33-1.39。如果將梅林65,438+0d+液體火箭發動機的真空比沖計算為310S,通過多次點火可以將二級火箭和發射載荷從80km高度完全降低到3.2km。7.5 km/s發射速度要求(二級火箭與航天發射載荷分離後,飛船通過自身推力實現精確入軌)。