火箭陀螺仪工作原理，带你了解

时间： 2024-09-25 08:36     来源：未知

火箭升空之所以会这么准确，其原理就是这个不起眼的陀螺仪。随着火箭发出腾飞的那一刻，里面的这个陀螺仪就开始工作，它能够准确的判断火箭在空中的方位和速度，始终与飞速的火箭保持一种平衡轨道。

下面我们就来看看这玩意儿如何工作的老规矩，让我们先来了解一下陀螺仪效应。我们都知道，陀螺仪原理其实就是一种搅动量的守恒理论，就像画面中这样，它是通过里面万象节的圆盘来感测维持方向，当圆盘开始旋转，万象节也开始跟着动，不过即使这样，它的角动量也能始终处在平衡状态，就像这样好了，懂了基本的原理，火箭里面的就不难理解了。我们就拿一款将要发射的土星5号为例，它在发射之前都会有一个定位系统，分别定位东南西北面，一般用XYZ轴来表示，画面中这条光线就是它的X轴，代表这条Y。轴代表南北垂直，这条是G轴，

注意今天的重点来了，在火箭的第三节上面，这里储备着整套的定位装置，最最要紧的就是这款能够精准定位的陀螺仪。它与我们上面讲的原理相同，但它的设计结构上更加的精致，更加的特别。我们从画面中能够看到它没有中间的圆盘，取而代之的是一个平板的形状，还有三个圆柱形状的微小型陀螺仪结构，它们以90°的角度相互摆放固定。其重要目的就是当火箭的角度发生改变，这些陀螺仪系统就会感知到，并将这些很轻微的方向变动通过一套复杂的电系统将其转化为信号，紧接着在收到电信号后就会被传导在这个陀螺仪的电机上面，于是电机就开始工作，调整方向角度就像这样，值得一提的是，它调整的角度是相反的，其目的就是冲底旋转，从而使平台处在一个平稳的状态。

与此同时，在它的另一面画面中，这套设备主要是感知陀螺仪万象节转动的角度，然后在传导给火箭，让它的方向感更加准确。这样一来，整个火箭的轨迹和速度就会被电脑记录并绘制出来。不过这里要说的是，随着地球本身的自转，火箭的定位系统就会随着发生改变。换句话说，当火箭在发射时候，假如没有和火箭的初始位置发生校对的话，那么这架土星5号这辈子都给想到空间站。这就好像是我们设置好的汽车路线，让他带着你回丈母娘家，他只知道向右拐，但他不知道自己所处在哪条路上，就这样阴差阳错的，他沿着路线就跑到了你小舅子家。

同理，虽然火箭里面的陀螺仪自身很稳定，但是地球转动是控制不住的，就像这样，我们从画面中能清晰的看到火箭也在慢慢的改变的方向，这样一来他就和陀螺仪发生错位。导致发射失败，所以有问题就要解决问题。后来科学家在这陀螺仪上面加了这个引导系统，它里面是圆形的摆锤装置，就像是一个漂浮的物体，给它加了重量。当地球发生转动的时候，里面的重力装置就会向下拉动来保持平稳，然后陀螺仪的万象节也会随着旋转来矫正。就像这样好了，X轴和Y轴解决了，接下来就是火箭C轴的确定了。工程师巧妙的在火箭发射的不远处安装了一套精准度很高的经纬仪装置，它通过传输一道很强的光线来控制方向。

就像这样，每当火箭发射进入倒计时的时候，这套装置就会发射红外线，然后很精准的穿过火箭上方预留的小口，刚好设在陀螺仪的系统上面，然后再经过各种错杂程序的校队，这样一来，火箭就可以带着宇航员去空间站了，不得不说，科学家的脑子不得不佩服想到自己地面开的。车都总找不对方向，就更不用说别的。