Thế nào là tên lửa dạng bó?

Để thắng sức hút của Trái Đất và bay vào vũ trụ, con người phải dùng tên lửa. Nhưng tên lửa đơn tầng không thể đạt mục tiêu này. Nhà khoa học Nga Sioncovski là người đầu tiên nêu khái niệm ghép nối tiếp từ hai tên lửa trở lên, hoặc ghép song song chúng lại, tạo thành tên lửa nhiều tầng để nâng cao tốc độ tên lửa, giúp tầng cuối cùng đạt tốc độ vũ trụ cấp một.

Tên lửa nhiều tầng lợi dụng nguyên lý vứt bỏ dần khối lượng. Sau khi phóng, những kết cấu tầng tên lửa đã hoàn thành nhiệm vụ sẽ bị bỏ lại để giảm nhẹ khối lượng con tàu, thực hiện quá trình “càng bay lên càng nhẹ”. Nhờ vậy, trong điều kiện sử dụng động cơ và trình độ kỹ thuật như nhau, nếu tên lửa một tầng không đạt được tốc độ vũ trụ cấp một thì tên lửa nhiều tầng có thể làm được. Hiện nay trên thế giới có hơn 10 loại tên lửa, khác nhau về độ lớn và hình dạng, nhưng kết cấu cơ bản chia thành hai loại. Một loại là tên lửa nối tiếp, tức đầu tên lửa này nối với đuôi tên lửa kia. Loại khác là dạng tên lửa có hai tầng phía dưới nối song song, tầng trên nối tiếp, gọi là tên lửa dạng bó. Kích thước tên lửa đẩy do tải trọng và quỹ đạo bay quyết định. Nếu quỹ đạo như nhau, tải trọng càng lớn thì khối lượng tên lửa đẩy càng lớn. Nếu tải trọng không đổi nhưng quỹ đạo muốn cao hơn, khối lượng tên lửa khi khởi động cũng phải lớn hơn. Trong điều kiện bình thường, muốn phóng một vệ tinh nặng một tấn thì tên lửa đẩy phải nặng 50 - 100 tấn. Ví dụ, tên lửa đẩy “Thổ tinh số 5” của Mỹ dùng để phóng tàu Apollo có người đổ bộ xuống Mặt Trăng dài 110,7 m, đường kính 10 m, khối lượng cất cánh 2.840 tấn, trong khi tàu Apollo chỉ nặng 41,5 tấn. “Thổ tinh số 5” là “tên lửa kiểu tàu hỏa” dài nhất hiện nay trên thế giới, gồm ba tầng tên lửa nối song song.

Phần lớn “tên lửa kiểu tàu hỏa” thuộc dạng tên lửa nhiều tầng nối tiếp. Vì việc phân ly giữa các tầng của loại tên lửa này tương đối dễ thực hiện, nó trở thành kết cấu tên lửa đẩy thường được ưu tiên chọn trước. Còn tên lửa dạng bó là loại dùng một số tên lửa trợ đẩy phân bố đều xung quanh tên lửa lõi. Sau khi phóng, các tên lửa trợ đẩy làm việc trước; khi hoàn thành nhiệm vụ, chúng rời khỏi tên lửa lõi. Ưu điểm lớn nhất của tên lửa dạng bó là có thể rút ngắn đáng kể chiều dài toàn bộ tên lửa, bởi tên lửa trợ đẩy không chiếm thêm chiều dài của tên lửa lõi, nhờ đó tránh được nhược điểm kết cấu quá dài và mảnh gây khó khăn trong chế tạo. Vì tên lửa dạng bó không làm tăng tổng chiều dài tên lửa, người ta gọi phần này là tên lửa bán tầng; ví dụ tên lửa hai tầng cộng thêm tên lửa bó được gọi là tên lửa hai tầng rưỡi.

Nhưng tên lửa dạng bó có độ khó kỹ thuật cao hơn. Trong quá trình bay, khi các tên lửa trợ đẩy cháy hết nhiên liệu, việc tách chúng ra phải tuyệt đối an toàn và tin cậy. Đồng thời, sự tách rời ấy không được ảnh hưởng đến hoạt động bình thường và tư thế của tên lửa lõi. Tên lửa dạng bó dùng cách tách theo hướng xiên, phức tạp hơn nhiều so với cách tách theo hướng dọc của tên lửa ghép nối tiếp. Các tên lửa đẩy “Trường Chinh số 2E” và “Trường Chinh số 3B” của Trung Quốc lần lượt dựa trên tên lửa hai tầng và ba tầng ban đầu, rồi tăng thêm bốn tên lửa trợ đẩy bó quanh tên lửa lõi. So với tên lửa không bó, năng lực đẩy của chúng tăng gấp ba lần.

Người đầu tiên ứng dụng kỹ thuật tên lửa bó là tổng công trình sư Korolep nổi tiếng của Liên Xô. Năm 1957, ông dùng một tên lửa lõi là tên lửa vượt đại châu, bó thêm bốn tên lửa trợ đẩy xung quanh, phóng thành công vệ tinh nhân tạo đầu tiên của Trái Đất.

Kỹ thuật tên lửa bó không chỉ được sử dụng rộng rãi trong tên lửa vận chuyển mà còn được dùng trong một số vũ khí đạn đạo.