本月初，全球航天探索大会（GLEX 2017）在北京召开，大会透露了一个振奋人心的消息：第二发“长征五号”运载火箭将于7月2日搭载“实践十八号”卫星上天，第三发则将于11月30日护送“嫦娥五号”前往月球！
“胖五”出差去（网络图）
自去年小试牛刀以来，“胖五”一直备受瞩目，如今终于又有大动作，很多网友都相当兴奋。虽然“胖五”在长征系列火箭中排行第17，但却是家族中的套马汉子，运载能力最威武雄壮。“胖五”能如此强悍，除得益于粗壮的体格（可容纳更多推进剂）外，与它采用的捆绑技术也有很大关系。
“胖五”：我不是胖，是strong（网络图）
虽说运载火箭脱胎于弹道导弹，不过和重视射击精度、快速反应能力的导弹不同，运载火箭最关键的技能是运载能力和控制精度。然而，由于地球重力、空气阻力及火箭自身的结构水平、发动机比冲限制，单级火箭很难达到第一宇宙速度，无法将卫星、飞船这些重量级乘客送入预定轨道。
怎么办？能力不够，数量来凑。
科学家们将几枚单级火箭像糖葫芦一样连成一串儿，让它们通过接力将有效载荷送上天。简单来说就是，最下面的第一级火箭先工作，完成任务后就被扔掉，随即第二级开始工作，然后再被扔掉，以此类推，直至把“乘客”送到目的地。量变引起质变，这种靠数量叠加来提高运载能力的方式效果不错，2级火箭的运送质量比是单级火箭的3.6倍，3级火箭则达到了单级火箭的8倍。
串联结构的“长征三号甲”火箭（图片来源：新华社）
不过，级数多了，火箭就会变得很长，不但贮存、运输、发射成了问题，而且高空点火的可靠性、飞行中的稳定性也受到影响。因此，糖葫芦式（串联式）的火箭很少会超过4级。想要从近地走向深空，“糖葫芦”的力量还是有些单薄。
既然纵向受到了限制，那就往横向发展吧。于是，你会发现，随着人类向深空迈进，火箭中的胖子多了。
人们把串联的多级火箭作为芯级，在其周围捆绑了一圈小火箭（通常称为助推器）。这些助推器与芯级的第一级是并联关系，在发射时可以是助推器先工作，然后芯级第一级再工作，也可以是二者同时工作。由于助推器不增加火箭的整体长度，并且工作一段时间就被抛弃，因而只被看作半级火箭，这就是为何我们会看到，“胖五”几种构型的级数并不是整数，而是1.5级、2.5级和3.5级。
威武雄壮的“胖五”（图片来源：www.spaceflightinsider.com）
“胖五”的结构（图片来源：深空网）
胖子的优势十分明显。捆绑了助推器后，火箭的运载能力可以比之前提高2~4倍。而且，通过不同的芯级与助推器组合，还可以获得多种运载能力的火箭，我们的“胖五”就有6种构型。此外，由于芯级大多采用成熟的多级火箭，因而在研制时，大部分的结构参数都是现成的，这无疑大大缩短了研制周期和成本，我国曾经仅用18个月就奇迹般地完成了第一款捆绑火箭“长二捆”的设计、制造与发射。
“胖五”的6种构型（图片来源：mil.eastday.com）
正因为具备这些优点，我国自“长二捆”之后，包括“长三乙”、“长三丙”、“长七”及即将研制的“长九”在内，多数运载火箭家族的兄弟们都和“胖五”一样采用了捆绑技术。
长征系列运载火箭家族（图片来源：www.calt.com）
这项技术在世界主流大型运载火箭上也得到了广泛应用。比如，美国的德尔塔系列运载火箭，从D型开始，通过在芯级捆绑3台、6台、9台助推器，形成了不同的火箭系列。而欧空局的阿丽亚娜系列运载火箭，从3型到5型也在芯级周围捆绑了2台或4台助推器。
美国的“德尔塔3号”火箭拥有9个助推器（图片来源：www.spacelaunchreport.comthorh13.html）
“胖五”就要再次上天了，让我们预祝这位捆绑了小火箭的套马汉子，圆满完成任务！
参考文献：
[1] https://www.81.cn/jmywyl/2017-06/12/content_7634961.htm.
[2] https://www.spacechina.com/n25../n148/n272/n4791/c169793/content.html.
[3] 赵瑞兴. 航天发射总体技术[M]. 北京:北京理工大学出版社,2015.
[4] 赵金平. 大型捆绑式航天结构的动力分析研究[D]. 北京:清华大学,1991.
