为何说干质比是大型火箭的重要技术指标？

比较大型运载火箭的性能差异，经常提到的一个专业词汇就是“干质比”。那么什么是干质比呢？火箭的干质比最专业的说法其实叫作“质量比”。是指某个型号的火箭，或者一个型号大火箭的某一级。其发射初始质量，和这型火箭燃烧完毕，熄火以后的剩余质量的比值。比如胖五遥3的起飞质量大约是870吨。假设一级火箭和助推器都燃烧完毕脱落，而剩下的二级和有效载荷的剩余总重是87吨，那么其质量比就是10比1或直接说是10。初始质量一般用Mo表示，而熄火质量一般用Mk表示。其实早在117年前的1903年。齐奥尔科夫斯基就推导出单级火箭的理想速度公式V=ωLnMo/Mk。被称为齐奥尔科夫斯基公式。ω为发动机的喷气速度；Mo和Mk分别是火箭的初始质量和发动机熄时的质量；Mo/Mk被称为火箭的质量比。

100多年来的所有大小火箭，其实都自然遵循齐奥尔科夫斯基公式的基本规律。也正是通过这个公式，人类在实际制造出可以脱离地球引力的大型火箭以前，就知道达到或者超过第一宇宙速度，实现环绕地球飞行甚至是脱离地球是可行的。这也算是科技理论走到了实践前面的例子之一。从这个公式本身也可以看出，某级火箭可以达到的最大速度，和火箭的干质比，也就是质量比是直接的正相关关系。火箭的干质比越大，则最终达到的实用速度越大。现在要让卫星进入最起码的地球低轨道，比如200公里高的正圆轨道，那么火箭助推的末速度必须达到7.85公里每秒以上。目前要达到这个速度。最低也需要1.5级火箭才能入轨。否则就会因为速度不足而最终在引力的作用下让有效载荷再次快速坠落地面。

目前全球还没有可以直接用单级就能运送有效载荷入轨的大火箭。很大程度上就在于其干质比的绝对值还不够大。不过这是未来努力的方向。要提高某型火箭的运载能力并降低成本，就要提高火箭的干质比。那么怎么提高呢？瀚海狼山（匈奴狼山）认为有以下办法。第一是合理布局燃料的类型。比如液氢燃料密度很小。而又要求极度的保温隔热，因此火箭的重量就大部分消耗在火箭的壳体上，导致干质比下降。因此如果液氢当芯级的大火箭，一般需要搭配干质比更大的液氧煤油发动机当助推器。提高一级火箭的整体干质比。胖五的1级方案其实就是这么设计的。第二，就是把火箭造的更大。液体火箭体量越大，液体燃料和氧化剂占据的重量比例就越大。而燃烧完毕后壳体重量的占比就越小，导致某级大火箭的干质比极大的提高。这也是火箭越大，效率越高的根本原因。

第三，提高火箭材料和制造工艺的水平。大型火箭一般采用铝合金材料制造。但是有些主承力结构还要用到钢材，这样火箭的壳体就有超重的可能。美国航天飞机曾经用铝锂合金储箱整体减重约10%，提高干质比的效果明显。现在铝锂合金储箱已经在多种大火箭上使用。