为什么火箭可以竖直发射而不会歪掉？

上图为美国上世纪用来发射载人登月航天器的土星五号运载火箭惯性导航系统核心组件——陀螺仪，火箭如何飞、飞向哪里完全由它来控制。

陀螺仪自动控制技术一直沿用至今，所有的弹道导弹、运载火箭、战斗机、轰炸机、客机、无人机都需要安装陀螺仪，没有这个装置就无法实现自动控制飞行和导航。我们重点来讲一讲关于运载火箭的陀螺仪自动控制原理，读完这篇文章你就能明白火箭发射后为什么不会歪了。

不论是弹道导弹还是火箭，它们都属于运载火箭，比如说我国的长征系列运载火箭，它们的技术底子就是从“东风”系列弹道导弹上改进而来的。弹道导弹的要求是能够精确命中目标，火箭的要求是能够精准的将航天器投送到轨道上，所以它们必须能像有人操控的飞机一样完成整个飞行过程，准确到达目的地。

所以在火箭发射前，人们需要根据投送目的地为火箭制定飞行路径，然后根据路径来设计飞行姿态控制程序，再将这些程序输入火箭控制系统。

上图为大型运载火箭的单室多推火箭发动机喷口，当火箭需要左转弯时，左边两个喷口的功率就会降低，而右边两个喷口功率不变，以此左转弯。

比如说发射升空阶段需要笔直飞行14公里，到达17公里后向西转弯22度，30公里后抛助推器，50公里后一二级分离，100公里后抛整流罩，140公里后二级火箭调整飞行姿态，200公里后星箭分离，卫星微调入轨。

整个过程完全由陀螺仪来进行感知，程序控制系统来下达指令，火箭飞行系统来实现飞行姿态的调整。例如“向西转弯22度”，转弯指令是程序控制系统下达的，当高度到达17公里时陀螺仪开始偏转22度，火箭发动机则通过调整喷口功率来实现火箭这个飞行姿态的转变。

假如在飞行过程中，陀螺仪没有偏转，而火箭飞行姿态却歪了，那么火箭喷口也会通过功率调整来纠正飞歪的火箭回到正确的飞行姿态上。这就是竖着的火箭发射升空后不会歪掉的原因，这项技术称之为“垂直发射”。

下图为防空导弹的火箭发动机喷口特写，由于采用单室单喷固体燃料，它不能通过调整喷口功率来实现转弯，因此需要在喷口上设置四个气舵，通过改变气舵偏转角度来实现火焰喷射方向，进而实现导弹机动。

垂直发射技术除了应用在运载火箭和弹道导弹上以外，现代舰载/陆基防空导弹、反舰导弹、反坦克导弹甚至是远程火箭弹都已采用。它们能够实现姿态自动控制的核心因素就是陀螺仪，陀螺仪技术也被广泛应用在民用领域，其中最常见的就是手机。

大家可以思考这样一个问题：为什么我们在使用手机全屏观看影视剧时，无论我们如何翻转手机，视频总是自动调整正影面对我们，而不是随着手机翻转呈倒影呢？答案就是手机内集成了一块陀螺仪芯片，当我们选定了手机的“自动旋转”功能后，陀螺仪芯片就会被激活，从而根据手机姿态自动控制影像始终呈正影。

就该原理而言，它与火箭不会飞歪的道理是一样的，区别全在于用来控制火箭的陀螺仪更贵更复杂罢了。