火箭怎么控制,火箭是靠什么动力飞行的

火箭究竟是如何控制方向的？在高空空气极稀薄的条件下，用定向舵是完全不管用的。那么又怎样控制火箭的飞行方向呢？开始有人这样设计，把舵安置在火箭的喷气口的尾部，当舵片转到与火箭前进方向成一个角度时，由于从喷气L口高速喷出的燃料有一部分改变了方向，不与火箭前进的方向成一条直线，火箭就会转向这样的舵最少要有两个，分别控制不同的方向。这种方案虽然解决了控制火箭的飞行方向，但有严重的缺点，就是不管火箭需不需要转向，从火箭内部高速喷出的燃料一直都碰到舵片上，以致大大损失了火箭前进的能量。这种方案还要求舵片必须比外壳更能耐高温。

用什么方法既能控制火箭的飞行方向，又能克服上面方案的缺点呢？有人提出新的方案，把发动机或者喷气口设计成可以绕轴转动的。控制火箭飞行方向的原理都是改变喷气方向。发动机或者喷气口只需转很小的角度，就可以使火箭飞行方向改变。这种方案推力损失很小，克服了在喷气口后部加舵片损失火箭能量的缺点。现代的火箭实际上往往不只一个喷口、例如，底部中央有一个主喷气口是固定不转动的，在主喷气口的周围有几个辅助喷气口，辅助喷气口可以转动，改变喷气方向，控制火箭飞行方向。

在火箭飞行中，定基准方向是个重要问题假如定不准基准方向，就不知道卫星是否偏离预定的飞行路线，也就不可能把卫星送入预定轨道。在地面上，定基准方向比较容易：例如，用铅垂线可以定出与地平面垂直的方向，可是，在发射卫星过程中，火箭发动时是“超重”状态，火箭停止发动时是“失重”状态，用铅垂线定垂直于地平面的方向就行不通：那么发射卫星时又怎样定出基准方向呢？

通常采用的是陀螺仪，子弹从有来复线的枪膛打出来，一面前进一面高速旋转，它的前进方向十分稳定，子弹不会打跟斗。高速旋转的陀螺在摩擦力很小的情况下，它的旋转轴线方向十分稳定。我们把陀螺安置在“常平架”上，把陀螺转起来，不管火箭在空中指向何方，它的旋转轴始终指着一个固定的方向。因此用陀螺仪作为火箭基准方向，在火箭内装上陀螺仪，火箭飞行方间稍稍有了偏离，由于陀螺仪旋转轴不变，就可以通过机械或光把方向调整到所需要的方向上来。目前，除了用机械的陀螺仪，还有以激光等做的陀螺仪、人造卫星上的陀螺仪和电子仪器等部件的制造是很复杂、很困难的!

太空是真空没介质！就是没有反作用力，航天器靠什么推动向前？

现在我们人类向太空中发射了很多航天探测器。有的探测器能够在宇宙中飞行很远的距离。有朋友看到后觉得很奇怪。太空是真空的，是没有空气这样的介质存在的，那么航天器即使在消耗着燃料，也是没有反作用力的。那么航天器是靠什么推动前进的呢？这件事情牛顿还管不管了呢？

图示：飞出地球的宇宙飞船

这位朋友这么理解可能是对牛顿第三定律有什么误会。牛顿第三定律告诉我们，相互作用的两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等方向相反，并且作用在一条直线上。从这个定义上我们可以看出，作用力和反作用力并不需要什么介质的。我们在水面上划船，船桨将水向后推，水就会把船桨向前推。这样小船就向前走了。

同样到的道理，火箭在发射的时候，大量的燃料被点燃从末端的喷射口中喷射出了大量的气体。这些气体产生就产生了向上的反作用力推动火箭向上飞行。划船和火箭飞行的过程中根本不需要什么介质的。

图示：火箭发射

有朋友可能觉得是这样的。火箭燃料产生的气体给空气一个向下的压力，那么空气就会给火箭一个向上的推力。因此火箭就会飞上天空了。那么火箭携带的航天器飞出地球以后就没有空气了。航天器处在真空中了，那么它产生的压力无处施加到另一个物体上，那么也就没有什么反作用了。那它是靠什么推动前进呢？

这事儿好像不归牛顿管了。其实不是这样的。这里用到了牛顿定律的一个推论，那就是动量守恒定律。它的定义是这样的：一个系统不受外力或者所受外力之和为零，这个系统的总动量就保持不变。那么动量又是什么呢？它是指运动的物体作用效果的物理量。简单的表示为物体的质量乘以速度。

根据动量守恒，已经飞入太空的宇宙飞船可以看作是一个不受外力影响的系统。虽然它的周围都是真空的。但它还是可以靠飞船携带的燃料来推动自己飞行的。飞船的燃料喷射出的物质会产生反冲力，这个反冲力会让宇宙飞船在太空中继续飞行。这种反冲运动是遵循动量守恒定律的。

图示：宇宙飞船

当然了，目前的航天器仅仅依靠人类现有的能力携带的燃料是飞不了多远的。因此有时候科学家会让航天器借助一些外力来加速。不是说太空是真空的吗？航天器哪里来的外力可借助呢？这个外力来自太阳系中的行星。就是让航天器与太阳系中的行星擦身而过，借助行星的引力助推来实现加速。这种加速叫做引力弹弓。像已经旅行者号太空探测器就是靠着引力弹弓效应的加速达到了能够飞出太阳系的第三宇宙速度了。

图示：太阳光帆飞船

关于航天器在太空中的推动力，科学家已经想了很多招。例如利用太阳光压的太阳帆飞船等。

关于这个问题朋友们还有什么新的见解呢？说说你的看法吧！问答中存在不足的地方欢迎大家指正。

太空是真空状态的吗？那么航天器是靠什么助推的？

位于太空中的航天器当然是依靠发动机来获得推力，以卫星的发动机为例，其产生推力的原理和火箭发动机类似，都是通过高速喷射工质产生的反作用力来推动航天器本身。在太空中，航天器并不会受到空气阻力的影响，而且自身也处于失重状态，因此仅需要极小的推力，就足以改变航天器自身的飞行状态。

最早卫星推力系统以高压冷气推进为主

直到如今也有小型卫星采用高压氮气作为动力源，由于推进剂不需要发生化学反应，这种推进系统结构简单安全，但是性能却不高。随着科技的发展，能量密度更高的肼（联氨）开始作为卫星动力引擎的推进剂，在铱的催化作用下，肼会瞬间分解产生大量高温气体，并以此产生推力。

在航天飞机或者航天飞机以及大型卫星上，需要的推力会更大一些，这种推力系统通常为双组元推进系统，它的原理是将燃料与氧化剂喷入引擎燃烧室内燃烧产生高温高压气体，以此获得更高的推力。随着科技发展，最近几年更为先进的离子引擎和无工质引擎也逐渐得到发展应用。

为什么喷气发动机向后喷气就能获得推力呢？

以火箭发动机为例，当火箭引擎工作时，液态的燃料与氧化剂通过控制系统和管路输送到引擎燃烧室，并在这里发生猛烈的燃烧，产生大量的高温高压气体，这些气体只能通过引擎后部的喷口向后方喷出，而喷射产生的反作用力施加在引擎上，引擎是和箭体连接在一起的，因此整个过程就是，火箭引擎通过燃烧推进剂来获得高温高压气体。

这些气体从引擎后方喷出后使火箭获得了与气体喷射方向相反的力，也就是火箭引擎产生的推力，这个过程符合牛顿第三定律，力是有大小和方向的向量，因此改变火箭发动机喷射气体的方向就可以获得不同方向的反作用力，从而使火箭自身受到不同方向的加速度，进而改变火箭的运动姿态，在这个过程中我们可以发现，火箭改变自身运动状态的原理和是否处于大气层内是并没有什么关系。

人类科技力量还非常有限

航天器携带的燃料不足以让航天器在太空中飞的更快更远。因此，科学家想了一种办法，让航天器借助于外力来加速。航天器孤零零的在宇宙中飞行，谁能够推它一把呢？

是行星。在太阳系中飞行的行星可以借助于行星的引力来让自己加速。当航天器在与行星擦肩而过时，就会获得行星引力的助推。这就像是用弹弓把小石子弹射出去一样。因此我们把这种助推叫做“引力弹弓效应”。