很多人都会在想啊，为什么还要使用多级火箭呢？难道人类的技术还不能够支持么？
很多人会用一些口头表述来说明，但是我觉得其实很多时候这样子还是不能很好的说明究竟是怎么一回事，所以我便决定用这一篇东西扯一下~

首先，很多人要先弄清楚火箭设计目的。其实很多情况下火箭的性能应当考虑的是火箭所能达到的最大速度。
就比如说运载火箭，实际上火箭要做的任务是在某个高度的点上向某个方向达到某个速度，比如在180KM的高度上在水平方向获得7.9KM/S的速度。也就是说火箭的目标是能在180KM的高度上让载荷在水平方向上获得7.9KM/S的速度。而不是火箭的总冲量是多少。
火箭能到的最高速度（不考虑空气阻力）便能用齐奥尔科夫斯基公式算出：
Vmax = Isp* IN（火箭总质量/燃料燃尽时的重量）
式中Vmax为最终速度、Isp为发动机比冲（m/s）
可以看出火箭达到的最大速度决定的因素为火箭中燃料的占比和发动机比冲。
PS：探空火箭的高度实际上影响的因素也很大决定于Vmax，当然因为空气的影响，所以火箭的重量、截面积、飞行速度也有较大的影响。因为齐奥尔科夫斯基公式不考虑空气影响，显然计算的Vmax不能适应大气内的情况、但是一样提高燃料占比、提高发动机比冲也能带来更高的高度。
多级火箭实际上就是让每一级火箭分别加速、这里Vmax这个称呼就不太合理了，我们用速增量（DeltaV）来表示每级火箭的获得的最终速度。每级火箭的最终速度则是每级火箭的DeltaV叠加。
Vmax=DeltaV1+DeltaV2+DeltaV3+DeltaV4+……+Deltan
为了帮助理解这种时候还是加上图帮助理解比较好

这种情况下每级火箭的DeltaV便是
DeltaV = Isp*IN（当时工作的火箭和载荷的总质量/当时工作的火箭燃料燃尽之后的质量和载荷的和）
上面的部分只是为了把这部分表述的更清楚，其实思路没问题完全可以省略。

可以看出在载荷越重的时候为了获得足够的DeltaV也必须让火箭的质量达到一定程度才能够让每级火箭获得一定的DeltaV，假如两级火箭要获得相同的DeltaV，那么更早工作的火箭质量会远高于更晚工作的那个火箭。
我们也可以看出其实在更晚工作的火箭上增加质量更够更好的提高DeltaV

先来说说单级火箭
实际上在人类现在的火箭技术下，单级火箭可能根本无法获得足够的DeltaV将载荷送入轨道。即使可以火箭的质量也会高到恐怖，这么高的质量带来的是巨大的材料消耗，同样也带来了极高的成本。
成本与火箭的关系可以看猎鹰的：https://bbs.makertime.org/read-606 的第一贴
那么他们的关系究竟怎么样呢
我们假设载荷质量5Kg，火箭干质比10，比冲209.2705s下随着火箭质量的增长获得的DeltaV

可以看出随着质量增加，相同质量增加步长获得速增量是不断减少的。
这个关系我个人引用了 增加速增量量/增长质量，我称之为 单位质量增加速增量，虽然和多级火箭并没有什么关系但是能看出火箭质量增长和速增量增长的关系：
发动机比冲209.2705s 干质比10 载荷5Kg下

这样这个关系就明显了。
    可以看出单级火箭不断堆加火箭质量实际上只是不断让deltaV不断接近与一个值，而就技术而言这个值或许才超过所需一点，显然这样是不如多级火箭的。

那么我们来看多级火箭怎么样。
这里为了便于比较，我引入 每级火箭工作时的火箭初始总重/每级火箭重量 。这里每级火箭都遵循这个比值相同直到达到某个起飞质量值，当然这里也会尽量保证最早工作的火箭重量也接近这个比值。
这里假设干质比10 载荷质量5Kg 火箭起飞质量100Kg 计算DeltaV

可以看出随着火箭的分级数增加，火箭的携带的速增量也会增加。

那就有人说尽量多级的分级下去会不会有负面的影响
没错，随着火箭级数的增加也会有一些负面影响
比如说火箭可靠性就用火箭成功工作的几率表示，决定他的是每个部件的正常工作的几率，这里用K来表示，确定每级火箭正常工作的几率。
Ktotal=K1*K2*K3*……*Kn
公式可以看出随着部件的增加，整体全部正常工作的几率是不断降低的。同样的随着火箭的分级增加，火箭的可靠性是不断下降的。
同时随着火箭的分级增加，火箭的成本同样也在增加，更何况技术也未必能够支持。


PS：在准备这篇东西的同时，我也引入了 火箭速增量/火箭质量 的概念并称之为 单位质量速增量。在载荷质量5Kg 干质比10 比冲209.2705s时随着质量增长单位速增量的变化如下：

这个数值一样可以算出火箭整体DeltaV 虽然火箭分级增加这个数值同样的会降低，但是相乘的质量和次数都会增加所以结果还是一样的233333333333333333

精辟的阐述了多级火箭的作用，简单明了