星际飞船的方向舵

苏什科夫

第二个苏联宇宙火箭到达了月球表面，降落在距离月球中心相当于半径四分之一的地方。为了想象一下问题的复杂性，应该考虑到，除去火箭的最后一级超过第二宇宙速度以外，还必须做到使火箭沿预定轨道飞行。

地球以每秒钟大约30公里的速度围绕太阳运行，同时以地轴为中心自转。月球以每秒钟大约1公里的速度围绕地球旋转。发射宇宙火箭时在发射地点可能看不见月球。火箭并没有像一般射击时那样向月球瞄准。因为火箭轨道预先计算得非常准确，把一切可能对火箭飞行发生影响的因素都估计在内，如地球和月球的运动、地球和月球的引力、在刚起飞一段路程中大气的阻力等。多级宇宙火箭的发射计划是快速电子计算机进行复杂计算得出的结果。这一计划包括在地球上某一高度发射火箭的准确时间、发射轨道和每一阶段的速度、火箭一级一级相继脱落的时间、在燃料烧尽时火箭的最后一级的飞行方向和速度等。火箭会不会偏离轨道全靠燃料烧尽时火箭最后一级的飞行方向和速度是否准确来决定。

第二个苏联宇宙火箭预定要落在月球上。为了保证做到这一点，火箭的最后一级是可以操纵的。根据火箭通过无线电不断播发出的情报和在地球上的观测，有可能观察到火箭最微小的偏倚，因而可以纠正误差。这就保证火箭能够沿着最接近预定计划的轨道飞行。

在火箭已经越过大气层范围以外时，用什么方法可以改变火箭最后一级的方向呢？因为一般在大气层范围以内飞行所用的“尾翼”式的航空方向舵在这里不适用了。宇宙火箭的飞行只能用喷气发动机来操纵。

星际航行学的奠基人齐奥尔科夫斯基就已提出操纵火箭的普通方法。他是这样论述的：宇宙空间没有空气，所以航空方向舵不起作用。但是从喷气发动机的喷口有以极高的速度喷射出气体。因此，应该把方向舵装在正当喷射气体的喷口处。所以不应叫做航空方向舵而应叫喷气方向舵了。制造这种方向舵须要用熔点很高的材料，因为液体喷气发动机燃烧室中的温度高达三千度。

喷气方向舵并不是操纵宇宙火箭的唯一方法。要改变火箭的飞行方向，可以使火箭环绕重心转到所要求的方向，这时发动机的喷射力就使火箭向需要的方向倾斜。这就是说，操纵火箭的问题就在于能够使火箭环绕重心转动。除去应用喷气方向舵以外，还有一些方法可以使火箭转动。例如用电动机转动火箭内部很重的飞轮，火箭就会向相反的方向飞行。如果改变飞轮轴心的位置，可以使火箭倾斜到要求的方向。实际上很少用这种方法来操纵火箭，但是转动飞轮回转器已广泛用来稳定火箭位置，防止发生环绕重心无规律地旋转的现象。

要使火箭环绕重心转动，并不需要很大力量。为了做到这一点，有时在主要喷气发动机喷口周围装上些小喷气发动机。

现在再谈谈一个现代广泛采用的操纵火箭的方法。用这种方法改变飞行方向，先使喷气发动机的喷口转到相反的方向，这时牵引力就不落在火箭的重心上了，因而引起转动，使火箭转到需要的方向。由于发动机的牵引力很大，要求移转的角度就火箭而论是不大的。然后，发动机的喷口又恢复原来的位置，发动机的牵引力恰好落到火箭的重心上，这时火箭就按照新的方向前进了。

(北京市中苏友协宣传部译自苏联“共青真理报”)