一、定义与主要作用 固体助推器（Solid Rocket Boosters, SRB）是一种捆绑式火箭装置，主要为航天器初始阶段提供核心推力。凭借高推力、结构简单、响应迅速等特性，它被广泛应用于美国航天飞机、SLS 火箭等重型运载系统，其核心功能主要有以下方面：

1.补充或替代主发动机推力：

在发射初期，固体助推器能提供超越液体发动机的瞬时推力，以航天飞机为例，其配备的 SRB 在起飞阶段贡献了 83% 的推力。

2.缩短发射时间窗口：

无需复杂燃料加注流程，适用于快速响应任务。

二、典型应用方式与技术参数1. 航天飞机固体助推器（SRB）结构设计：采用分段式钢制壳体，直径3.7米、高45米，单台重量约590吨。内部填充端羟基聚丁二烯（HTPB）基固体推进剂，借助分段浇筑工艺保障燃料的均匀燃烧。

性能参数：

推力：初始为1245吨，峰值可达1379吨，约为F-1液体发动机的1.8倍。

工作时间：持续约2分钟，助推器在45公里高度完成分离，之后通过降落伞在大西洋海域回收。

复用能力：设计可重复使用20次，每次翻新需更换推进剂并检修壳体，喷管等关键部件的复用次数可达10次。

2. 太空发射系统（SLS）固体助推器技术升级：在航天飞机 SRB 基础上改进，采用五段式结构（原结构为四段），直径 3.7 米，单台推力提升至 1630 吨，燃烧时间延长到 126 秒。

任务应用：为 SLS 火箭初始阶段提供推力，比如 2022 年阿尔忒弥斯 1 号任务中，两台助推器在发射后 2 分 12 秒分离，助力猎户座飞船进入地月转移轨道。

三、核心技术特点 1. 分段式燃料浇筑技术 通过分段制造并组装推进剂药柱，既能解决大直径固体发动机燃烧不稳定的问题，又可提升生产效率与可靠性 —— 航天飞机 SRB 采用四段式设计，SLS 则为五段式。

2. 推力矢量控制系统（TVC） 采用柔性喷管设计，通过液压驱动喷管偏转，实现飞行姿态调整，最大偏转角度达8°，确保火箭稳定上升。

3. 回收与复用技术降落伞减速：助推器分离后，三具降落伞随即展开，最终以23 米/秒的速度溅落海面，随后由专用船只回收。

翻新流程：包括清洗壳体、更换密封件及重新浇筑推进剂等环节，单次翻新成本约为新造助推器的30%。

四、优势与挑战1. 优势高可靠性：固体燃料稳定性强，事故率仅约1%，显著低于液体发动机。快速部署：无需低温燃料加注，适用于军事或应急发射任务。

2. 挑战

不可关闭风险：一旦点火便无法中止，若用于载人任务，可能对宇航员安全构成威胁（如 1986 年挑战者号事故）。

环境污染问题：燃烧产物包含氯化氢和铝氧化物，因此需要对废气进行严格处理。

复用成本高昂：翻新所需费用较高，在航天飞机时代，其实际复用次数平均仅为 5 次。

五、未来发展方向

更大推力发动机：研发直径超过 4 米的整体式固体发动机，以此突破铁路运输的限制（例如中国已成功研制出 3.5 米直径的发动机，推力达 500 吨）。

环保推进剂：着手开发无氯或低烟推进剂，从而减少对环境的污染（像硝酸铵基燃料已进入试验阶段）。

适配深空探测：对固体助推器与液体上面级的组合进行优化，以支持月球、火星等远距离探测任务。

安全性表现确实难言理想。美国固体助推器凭借分段式设计、高推力输出及可回收复用等核心优势，在航天飞机与 SLS 任务中占据着不可替代的地位。尽管面临环保与成本方面的挑战，但其技术成熟度已为全球航天工业树立起标杆。未来，通过材料创新与绿色燃料升级，其应用场景有望进一步拓展至深空探测与商业化