看似簡(jiǎn)單的垂直發(fā)射問題在現(xiàn)在的航天工程也是一大重要環(huán)節(jié)，如果火箭的發(fā)動(dòng)機(jī)只提供動(dòng)力能源，那么火箭是100%會(huì)翻車的，因?yàn)榛鸺隙〞?huì)遇到水平方向的氣流，只需要一個(gè)輕微的風(fēng)力就會(huì)使火箭在豎直方向產(chǎn)生傾角，發(fā)動(dòng)機(jī)的推力就會(huì)在水平方向產(chǎn)生分力，火箭就會(huì)立刻傾倒爆炸，在航空史上也是曾有這樣的事發(fā)生。

火箭能夠垂直發(fā)射主要有兩方面原因，第一是陀螺儀，陀螺在高速轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候由于其自身對(duì)稱自旋穩(wěn)定的特點(diǎn)，被用來裝置在火箭頂部調(diào)控火箭升空階段的姿態(tài)問題，通常連接傳感器的陀螺儀會(huì)安置在姿態(tài)控制倉，在陀螺儀底部是一個(gè)水平的基座，火箭升空階段如果歪了，那么基座和陀螺儀之間會(huì)產(chǎn)生一個(gè)傾斜角度，傳感器會(huì)將各種傾斜的角度轉(zhuǎn)化成不同相位的電位差，然后通過電腦來改變火箭在不同方向的推力來實(shí)現(xiàn)垂直發(fā)射，陀螺儀在這里相當(dāng)于是感知火箭是否垂直的一個(gè)工具，而真正能夠調(diào)控的裝置是矢量發(fā)動(dòng)機(jī)。

矢量代表著有大小和方向，矢量發(fā)動(dòng)機(jī)和傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)主要的區(qū)別就在于，發(fā)動(dòng)機(jī)底部的幾個(gè)噴口可以旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)方向，并且?guī)讉€(gè)噴口的推力可以單獨(dú)調(diào)節(jié)，在不同方向上產(chǎn)生不同的推力。如果火箭升空出現(xiàn)了傾斜，那么姿態(tài)控制系統(tǒng)中的陀螺儀就會(huì)立刻發(fā)出指令給矢量發(fā)動(dòng)機(jī)，如果火箭輕微向左傾斜，矢量發(fā)動(dòng)機(jī)的噴口就會(huì)在左邊產(chǎn)生更大的推力，持續(xù)將火箭扶直，這種敏感的調(diào)控幾乎是在瞬間完成的，在火箭的整個(gè)升空階段不斷調(diào)整，所以真實(shí)的火箭升空并不是垂直向上的，而是在水平方向有漂移。當(dāng)然，火箭姿態(tài)控制系統(tǒng)中除了陀螺儀還有衛(wèi)星定位系統(tǒng)，加速度計(jì)等裝置協(xié)同控制，實(shí)際情況更復(fù)雜。

首先回答題主對(duì)于圖片的問題，這張圖片是2013年9月6日，美國弗吉尼亞，NASA的米諾陶五號(hào)火箭發(fā)射升空，攜帶LADEE探測(cè)器踏上月球之旅。火箭發(fā)射升空時(shí)，一個(gè)遠(yuǎn)程相機(jī)拍攝到的圖片顯示，一只青蛙被火箭發(fā)射升空時(shí)產(chǎn)生的氣流吹上了天。圖片中的黑影只是一直青蛙。。所以不要驚慌。下圖為國外的報(bào)道原文。我們?cè)賮碚f一說為什么火箭不會(huì)歪？

火箭的平衡主要看發(fā)動(dòng)機(jī)！火箭的發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)平衡系統(tǒng)很復(fù)雜，想要保持主要有以下三種方法：

“不會(huì)歪掉”的專業(yè)術(shù)語是垂直發(fā)射。——宙姐

要使火箭垂直發(fā)射而不會(huì)歪掉，科學(xué)家們做了很多工作。

1、 一些火箭為保持垂直發(fā)射，應(yīng)用了圓柱體自旋穩(wěn)定的特性。點(diǎn)火離開發(fā)射架之后，火箭自身將繞著軸線旋轉(zhuǎn)，姿態(tài)保持垂直。這種做法，一般用于小型火箭，如探空火箭等。這也是為什么火箭采用對(duì)稱圓柱體形狀。我們?cè)谟^看一些火箭發(fā)射視頻時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)一些火箭在繞著軸線高速旋轉(zhuǎn)，然后姿態(tài)才慢慢穩(wěn)定，不再旋轉(zhuǎn)。

2、 現(xiàn)在的大型火箭，都是利用了矢量發(fā)動(dòng)機(jī)的原理。將后推力發(fā)動(dòng)機(jī)布置在重力方向上，利用推力來平衡重力，這樣就保持了火箭垂直發(fā)射。當(dāng)然在發(fā)射過程中，或者是在飛行過程中，火箭將受到外界的擾動(dòng)，這樣火箭將偏離垂直方向。為了防止這種事情發(fā)生，火箭上還安裝了陀螺儀等姿態(tài)敏感器，以及相應(yīng)的控制系統(tǒng)，當(dāng)姿態(tài)敏感器感知到火箭的姿態(tài)與設(shè)計(jì)姿態(tài)不吻合時(shí)，通過一定的算法，改變火箭上推力的方向和大小，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)火箭姿態(tài)的調(diào)整。

3、 為了保證垂直發(fā)射的順利進(jìn)行，現(xiàn)代大型火箭多采用垂直組裝、垂直運(yùn)輸、垂直加注燃料的方式，以確保火箭上的各種設(shè)備在安裝時(shí)就適應(yīng)發(fā)射狀態(tài)，減少不確定性，增加火箭發(fā)射的可靠性。

4、 火箭垂直發(fā)射后將飛行一段時(shí)間。然后根據(jù)入軌的需要，對(duì)火箭姿態(tài)進(jìn)行重新修正，使火箭偏離垂直狀態(tài)，進(jìn)入預(yù)定軌道。也就是，根據(jù)任務(wù)的需要，后面還是會(huì)“歪”哦。

ヾ(￣▽￣)~以上~拿好不謝~

我是【航天科學(xué)傳播平臺(tái) 語宙】歡迎關(guān)注

其實(shí)大家應(yīng)該都看過，我國酒泉發(fā)射神舟系列飛船，當(dāng)火箭點(diǎn)過升空后，經(jīng)過大約20秒左右，會(huì)有一個(gè)指令叫《東風(fēng)程序轉(zhuǎn)彎》，其實(shí)火箭并不是垂直發(fā)射，而是延著地球的頃角往東偏南的方向飛行，那為什么火箭飛行時(shí)很穩(wěn)定，事實(shí)上就是陀螺儀，在火箭二級(jí)火箭的上面的儀器艙里！當(dāng)火箭姿態(tài)發(fā)生變化時(shí)，陀螺儀會(huì)最先感知，從而控制發(fā)動(dòng)機(jī)噴口改變角度，這樣火箭就能安全飛行，完成任務(wù)

運(yùn)載火箭發(fā)射時(shí)與地面呈垂直狀態(tài)，點(diǎn)火后，發(fā)動(dòng)機(jī)開始工作，利用推力使火箭垂直爬升，到一定高度后，進(jìn)行程序轉(zhuǎn)變。火箭的姿態(tài)，通過鉈螺儀得到相關(guān)參數(shù)，再通過自動(dòng)控制系統(tǒng)，調(diào)整噴管的方向和推力，來實(shí)現(xiàn)火箭的姿控，使之不會(huì)側(cè)偏，橫滾，始終沿著正常的軌跡運(yùn)行。

火箭發(fā)射升空之后，由于受到空氣阻力、氣流干擾、地球的重力等因素的影響，飛行軌道會(huì)在空中發(fā)生歪掉情況，偏離預(yù)訂軌道較遠(yuǎn)，精度不夠。為了保持發(fā)射后，在空中飛行軌道不會(huì)歪掉，科學(xué)家在火箭的尾部加裝了尾翼，來控制方向，雖然尾翼簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用，但是由于尾翼的風(fēng)阻較大，影響飛行速度和距離。后來科學(xué)家發(fā)明了陀螺儀，把陀螺儀安裝在火箭的頭部，高速旋轉(zhuǎn)，來感知火箭的飛行的軌道，是否發(fā)生偏離，如果感知到火箭飛行偏離預(yù)訂的軌道，就向地面控制中心發(fā)回感知的數(shù)據(jù)，地面控制中心根據(jù)發(fā)回的具體數(shù)據(jù)，向火箭發(fā)送調(diào)整飛行角度的指令，靠火箭尾部的矢量推進(jìn)器，調(diào)整到預(yù)訂的飛行軌道上來。就這樣周而復(fù)始地不斷修正飛行數(shù)據(jù)，最終到達(dá)預(yù)訂地點(diǎn)。

這個(gè)跟火箭的內(nèi)部構(gòu)造和尾部可以調(diào)整火焰姿態(tài)有關(guān)。

你肯定玩過一個(gè)東西，那就是我們這邊說法叫“沖天炮”的一個(gè)煙花爆竹。

當(dāng)你點(diǎn)燃尾部的導(dǎo)火線的時(shí)候，沖天炮就會(huì)嗖地一下向上飛行，有時(shí)候會(huì)飛歪，所以你說的問題的確存在。

那么如何解決這個(gè)問題呢？

首先我們要明白為什么會(huì)造成發(fā)射過程中，火箭會(huì)歪掉的原因：即，火箭頭部太重，尾部太輕，這樣加速即便是在后面，但頭部過重的問題，會(huì)導(dǎo)致火箭方向極其不好調(diào)整；

解決方案：將火箭的重心往后移動(dòng)，甚至最好是在偏尾部的位置，這樣，整個(gè)火箭就是頭輕腳重，如果尾部加速，那么即便頭部歪了，也很容易通過尾部調(diào)整噴火姿態(tài)將火箭的動(dòng)作修整回來。

如果在此基礎(chǔ)上我們給火箭安裝一些傳感儀器，那么我們就可以時(shí)時(shí)監(jiān)控到火箭的方向是否有所偏離，如果有所偏離，我們就可以通過內(nèi)部程序或者遠(yuǎn)程控制來調(diào)整尾部噴火姿態(tài)，最終達(dá)到火箭正常向上升而不歪曲的目的。

最后，左邊那個(gè)東西，應(yīng)該是拍攝角度造成的，肯定可以說明的是一定不是一個(gè)人，否則就上新聞了，看樣子有點(diǎn)像青蛙。

以上回復(fù)，希望能解答你的疑惑。

應(yīng)該有個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)。核心組件有陀螺儀，矢量推進(jìn)器。很多手機(jī)現(xiàn)在也有陀螺儀，只不過精度和火箭的比精度差了幾個(gè)數(shù)量級(jí)。陀螺儀負(fù)責(zé)探測(cè)飛行角度，誤差信號(hào)被用來控制矢量推進(jìn)器。這個(gè)過程簡(jiǎn)單說來如果偏向左邊，那左邊的推進(jìn)器稍微多使點(diǎn)勁兒，右邊的少使點(diǎn)勁兒，偏就糾過來了。要知道這個(gè)過程一直在實(shí)時(shí)進(jìn)行。如果較真地說，實(shí)際過程中，垂直向上運(yùn)動(dòng)其實(shí)是一個(gè)圍繞垂直這個(gè)方向的左右輕微擺動(dòng)。好的系統(tǒng)這個(gè)擺動(dòng)非常小，一般人察覺不到。反之，如果這個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)沒到位，反而更容易失控，一頭扎下來。對(duì)于自動(dòng)化控制專業(yè)的人來說，這是個(gè)基本功，但也是非常不容易精通，畢竟實(shí)際的系統(tǒng)遠(yuǎn)比簡(jiǎn)化的模型復(fù)雜的多