運(yùn)載火箭小尾翼有什么作用？
觀察中國的大多數(shù)運(yùn)載火箭，它們會在火箭尾部有一個(gè)小尾翼，而國外的火箭很少有這種設(shè)計(jì)。這是為什么？小尾翼的功能是什么？
運(yùn)載火箭小尾翼有什么作用？
中國的800所研發(fā)的超大尾翼。
給火箭增加尾翼的目的主要是為了提高直線飛行時(shí)的氣動(dòng)穩(wěn)定性。當(dāng)火箭在大氣中高速直線飛行時(shí)，會遇到各種干擾。當(dāng)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)沒有足夠的動(dòng)力恢復(fù)時(shí)，火箭將失去穩(wěn)定性。因?yàn)槿绻患皶r(shí)修正，在慣性力和空氣阻力的共同作用下，微小的擾動(dòng)會迅速放大。尾翼將提供相反的力，這可以大大提高火箭的穩(wěn)定性。(因此，中學(xué)生模型火箭將有一個(gè)尾翼，只是為了提供更多的穩(wěn)定性，以免意外飛行和傷害人)
一般來說，尾翼對稱地放置在三個(gè)或四個(gè)位置。當(dāng)火箭稍微偏離它的軌道時(shí)，尾翼會在反方向產(chǎn)生的空氣阻力的幫助下使它再次回到原來的軌道。如果只有兩個(gè)，平行于尾翼的飛機(jī)的擾動(dòng)將不會得到糾正，火箭將偏離其航線。還有四個(gè)尾翼(就像上面的胖五助推器一樣)。如果有更多，效果不會改善，但它會產(chǎn)生太多的空氣阻力，這將拖飛后腿。(沒有它，我以后會更新它。)。
當(dāng)然，在一些新的火箭中，自動(dòng)控制系統(tǒng)已經(jīng)被用來控制發(fā)動(dòng)機(jī)的噴管方向而不是尾翼，主要是為了減少阻力、減少燃料消耗和飛得更快。(當(dāng)然，也有一些小型火箭，主要是氣象火箭，通過滾動(dòng)或緩慢旋轉(zhuǎn)來保持直線飛行。)。
這種轉(zhuǎn)變的原因之一是，空間飛行器并不真正直線飛行，它們在爬升時(shí)會逐漸傾斜，并且它們只會在稠密的低層大氣(尾翼的有效范圍)中停留相對較短的時(shí)間。因此，現(xiàn)在許多運(yùn)載火箭都是通過用萬向節(jié)調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)角度來實(shí)現(xiàn)的。(也有一些火箭(特別是V2的后代)在火箭排氣管中使用可操縱葉片，但是對于大多數(shù)大型火箭來說，這項(xiàng)技術(shù)早已被淘汰。(
不是每個(gè)火箭都需要尾巴。在火箭技術(shù)發(fā)展的早期階段(如V2火箭和紅石火箭)，發(fā)動(dòng)機(jī)和制導(dǎo)技術(shù)相對落后，火箭非常不穩(wěn)定，因此它嚴(yán)重依賴尾翼提供的平衡。后來，有了萬向接頭和帶有響應(yīng)導(dǎo)向系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)(以及對雷諾數(shù)的理解)，這足以使火箭保持正確指向，并且火箭可以在沒有尾翼的情況下穩(wěn)定地直線飛行，因此許多模型取消了尾翼，因?yàn)樗鼈兗仍黾恿速|(zhì)量又增加了阻力。
一些中國模特有尾翼，而另一些沒有。長二丙基也是如此。事實(shí)上，美國國家航空航天局的土星五號和大多數(shù)其他火箭都非常不穩(wěn)定，這是由極其強(qiáng)大的制導(dǎo)系統(tǒng)補(bǔ)償?shù)?。土星五號的尾部只是為了在第一級停止時(shí)減輕萬向節(jié)的負(fù)荷并保持穩(wěn)定性
。NASA之后的版本將逐漸消除這些尾翼。Titan, Atlas, Delta火箭都沒有尾翼，戰(zhàn)斗民族的Proton也一樣。（有尾翼的火箭我想想，應(yīng)該主要就是Thor和Redstone了）。
說點(diǎn)題外的。
在上升階段，尾翼被萬向節(jié)取代?；謴?fù)階段呢？柵格翼是一種很好的方法。上面的獵鷹9號是柵格翼，因?yàn)樗葌鹘y(tǒng)的尾翼更輕，并且在起飛時(shí)空氣阻力小，這可以減少回收機(jī)動(dòng)所需的燃料。(事實(shí)上，這是的老技點(diǎn)，但是阻力不僅大，而且面積也容易被雷達(dá)捕捉到，所以軍工沒有發(fā)展多少，現(xiàn)在搞航天也沒關(guān)系。(
當(dāng)火箭上升時(shí)，柵格翼被收起，最大的問題是，當(dāng)?shù)谝患壔鸺撾x時(shí)，柵格翼的價(jià)格昂貴。據(jù)馬一龍說，這可能是獵鷹9號火箭最昂貴的單一部件。
總之，美國宇航局取消了傳統(tǒng)的尾翼，因?yàn)樗梢员黄渌行У姆椒ㄋ〈?。我們還有很長的路要走。。。。。
調(diào)整質(zhì)心后面的壓力中心，以確保靜態(tài)穩(wěn)定性(迎角的空氣動(dòng)力學(xué)抑制)?；鸺枰o態(tài)穩(wěn)定性嗎？不盡然，但靜態(tài)穩(wěn)定性可以減輕姿態(tài)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)壓力。歸根結(jié)底，你是否想要一條尾巴是整體平衡的結(jié)果。如果你對姿態(tài)控制有信心，你可以取消尾巴。我看到中國的一些私營企業(yè)就是這樣做的。作為繼承產(chǎn)品，國產(chǎn)長征火箭在歷史形成的設(shè)計(jì)規(guī)范中要求是靜態(tài)穩(wěn)定的。
