長徵五號火箭90%重量是燃料，放空燃料扔進水裡能漂起來嗎？

2020-12-05 錚錚有聲太空

在海南，在文昌，11月24日凌晨，嫦娥五號探測器坐上了「胖五」——長徵五號火箭，一起飛上天空，向月亮飛去。之所以諢號「胖五」，大家都知道長徵五號真的是太大了，就像下圖一樣，5米直徑抱都抱不住，接近60米高度比15層樓還高。不過據說這麼大的火箭，90%的重量都是燃料。

巨大的長徵五號火箭

這次發射中的各部分，重量佔比如何？

嫦娥五號是這次發射的載荷。為了能夠順利從月亮上返回地球，嫦娥五號相比之前的「嫦娥」們增添了模塊，也就增加了重量。從探測器本身來講，嫦娥五號全重達到8.2噸。下圖是假想嫦娥五號從月亮上再次起飛時的情景，它的下半部分會被拋棄到月亮上。

嫦娥五號會在月亮上再次發射

航天發射當中，一克重量一克金。探測器這一「乘客」增加的重量，就得長徵五號火箭多「吃飯」，燒掉更多的燃料來送到月亮上。作為採用液氫、液氧和煤油作為主要燃料的大型液體運載火箭，普通的長徵五號火箭的起飛重量據說大約有850噸左右，我們剛才說了，光是燃料就要佔到90%左右，算下來大約——765噸！

765噸是個什麼概念？一輛普通的小轎車大概1.4到1.5噸，765噸就是大約350輛上下的小轎車加在一起。據說日本持有黃金儲備位居全世界第8名，重量大約就是765噸。

嫦娥五號的燃料重量相當於350輛左右的普通小轎車

火箭體積大約有多大？

既然燃料這麼重要，火箭本身應該也儘量減少了不必要的重量，剩下的部分雖然大但是輕。那麼，咱們做一個估算，假如8.2噸的乘客嫦娥五號先下去，長徵五號火箭再放空了燃料，剩下的部分大約76.8噸，按照網上數據估算的體積，能在水裡飄起來不？

咱們來看看長徵五號火箭的設計參數。它設計的全長約是56.97米，其中芯一級長度33.16米，直徑5米；芯二級長度11.54米，直徑5米；火箭頂上尖的那個「箭頭」——整流罩直徑5.2米左右，所以咱們估算大概可以按56.97米全長配上5米直徑。另外，火箭四周掛的那幾個罐子，也就是下圖當中噴火的那幾個，也就是助推器，長度27.6米，直徑3.35米，一共是4個。

助推器也非常巨大

粗略算一下，箭體整個佔地的體積大約1118.6立方米，助推器體積大約973.1立方米，加起來大約在2092立方米附近。當然了，火箭的頭部十幾米是尖的，4個助推器的頭部也是尖的，所以實際體積要小一些，但也應該會超過1500立方米。

能漂起來嗎？

剛才說了火箭剩下的重量76.8噸，1立方米水大約是1噸重；火箭想要在水裡浮起來，排開水的體積大約76.8立方米。只要火箭的總體積比這個大，就可以只有一部分被水淹沒，其他部分在水上浮起來。

那麼結論很明顯了，只要火箭裡不進水，在水上浮起來是可行的。同為金屬的輪船可以，我能上天的長徵五號火箭還不行麼？

長徵五號和嫦娥五號的目的地在地球很遠

想想火箭之所以這麼大體積，還是因為裡面大多數空間都是燃料：液氧的密度稍大於水，但是煤油密度比水小不少，而液氫的密度還不到煤油的十分之一。

不過，這種粗算說的是不漏水的情況，但是火箭掉到水裡肯定漏水的，所以實際上是漂不起來的。

火箭會在用完燃料後拋棄掉空的部分

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