看似簡單的垂直發射問題在現在的航天工程也是一大重要環節,如果火箭的發動機只提供動力能源,那么火箭是100%會翻車的,因為火箭肯定會遇到水平方向的氣流,只需要一個輕微的風力就會使火箭在豎直方向產生傾角,發動機的推力就會在水平方向產生分力,火箭就會立刻傾倒爆炸,在航空史上也是曾有這樣的事發生。
火箭能夠垂直發射主要有兩方面原因,第一是陀螺儀,陀螺在高速轉動的時候由于其自身對稱自旋穩定的特點,被用來裝置在火箭頂部調控火箭升空階段的姿態問題,通常連接傳感器的陀螺儀會安置在姿態控制倉,在陀螺儀底部是一個水平的基座,火箭升空階段如果歪了,那么基座和陀螺儀之間會產生一個傾斜角度,傳感器會將各種傾斜的角度轉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現垂直發射,陀螺儀在這里相當于是感知火箭是否垂直的一個工具,而真正能夠調控的裝置是矢量發動機。
矢量代表著有大小和方向,矢量發動機和傳統發動機主要的區別就在于,發動機底部的幾個噴口可以旋轉調節方向,并且幾個噴口的推力可以單獨調節,在不同方向上產生不同的推力。如果火箭升空出現了傾斜,那么姿態控制系統中的陀螺儀就會立刻發出指令給矢量發動機,如果火箭輕微向左傾斜,矢量發動機的噴口就會在左邊產生更大的推力,持續將火箭扶直,這種敏感的調控幾乎是在瞬間完成的,在火箭的整個升空階段不斷調整,所以真實的火箭升空并不是垂直向上的,而是在水平方向有漂移。當然,火箭姿態控制系統中除了陀螺儀還有衛星定位系統,加速度計等裝置協同控制,實際情況更復雜。