火箭頭部這麼重，發射後是怎麼保持穩定不倒的？

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如題

無控火箭靠尾翼穩定類似弓箭(發動機推力產生的力矩近似為0)，重心越靠前越穩定。有控火箭靠調整噴管方向實現倒立擺控制，重心越高倒下來時間越長越好控制，拿個掃帚和鉛筆用手指頂起來試試就知道了。

自旋穩定的火箭炮之類除外。

這是一個反直覺的問題，不過解釋起來也挺簡單。

你需要知道的是火箭是一個運動的東西。

那麼既然它在運動，那麼勢必會受到很多擾動，也就是外力作用。

又由於火箭的表面不是很規則，實際解算起來很麻煩。因此我們定義一個壓力中心（cp，壓心）來將火箭受到一個方向的力全都合成為一個力，作用在壓心上。

同樣的，火箭肯定是有質量的，因此肯定存在一個重心（cg）。如圖所示，如果火箭受到外力作用發生了偏轉，其勢必是以其重心為軸的。

那麼顯然我們可以看出，如果重心在壓心前方，那麼壓心到重心之間就會有一定的距離，由此產生的力矩將會使火箭偏航。

但最初我們說過，火箭是飛行著的。也就是說，火箭的尾端將向後噴氣，從而給火箭一個軸向的推力。

那麼再看上圖。如果火箭向左偏航（即它受到來自左方向右的力），那麼發動機將會向左上方噴氣，來抵消這個作用。從而達到穩定性。

也就是說，如果我們需要讓火箭飛得更穩定，必須要把火箭做成「頭重腳輕」的樣子。

特別說明，以上內容，僅僅針對無控模型火箭。

如果是有控制系統的，那肯定是控制系統的事情。

Reference：模型火箭的重心和壓心

火箭依靠擺動發動機、燃氣舵、氣動舵、反作用控制系統等修正飛行姿態，只要姿態誤差在可控範圍內，就可以對姿態進行精確修正。

佔位，後續更新詳細介紹。

火箭頭部整流罩內部大部分是空的，相比加滿燃料的箭體，並不重。

至於如何不倒，火箭上有陀螺儀，當檢測到有朝某個方向傾倒的趨勢後，會發出指令，讓發動機噴管朝相反方向偏轉，把箭體糾正過來。

把這個問題講明白了大概樓主需要把高等數學、線性代數和自動控制原理這些個東西學會了才行。我先用直觀的方法說說。

火箭可以通過調整噴口方向來調整推力的矢量的方向。當噴管改變一定角度以後，推力方向也隨之改變，此時推力不再經過火箭的重心，產生了一個力矩。當飛控計算機偵測到火箭的姿態偏離預設值之後，就會操縱噴管，產生一個糾正的力矩，把火箭的姿態扳回到我們希望的位置上。其工作原理和倒立擺差不多。試想你用手頂著一根筷子，只要經過一定時間的訓練，不停移動手就可以讓筷子保持倒立的姿態。火箭也是類似的，只不過火箭上並沒有一個會倒立擺的人來控制火箭，而是通過運行在飛控計算機內的控制演算法操縱噴管的驅動機構實現的。

控制演算法的核心就是極點配置法。它通過改變系統的特徵根來達到讓系統穩定（關於穩定系統的定義又要講好久...）。一個火箭的運動可以由一組微分方程組來表示，既 $x^{$ 。其中A矩陣的特徵值就是這個微分方程組的通解，也就是當撤去外界輸入後，系統的響應。當特徵值全部為負值時，這個系統就是收斂穩定的。類似於碗里的球，不管我們在哪裡放這個球，球最後都是停在碗底。那麼如果我們採用一個輸入 $u=-kx$ ，代入上面的公式，系統的方程就變成了 $x^{$ 。現在這個系統的特徵值由 $A-Bk$ 這個矩陣決定了。只要我們修改k矩陣的值，就可一定程度上改變 $A-Bk$ 這個矩陣，讓它所有的特徵值都為負，也就讓火箭變成穩定了。而 $-kx$ 就是我們需要施加到噴口角度驅動器上的控制量。

重心高了反而容易通過調節保持平衡，注意這是個動態過程，由於各種擾動，支持點和重心相對位置一直在改變，要通過持續的負反饋調節使二者盡量與航向一致，重心高一些的話，改變支撐點的位置對重心的位置影響較小，便於保證平衡，重心如果較低，改變支持點位置的同時也牽連著重心一起運動，容易失控。
最簡單的方法來驗證就是拿一把鎚子，只用一根手指讓鎚子保持豎直，試試鎚頭朝下和鎚頭朝上哪種方式更容易。

玩過坎巴拉么
沒玩過去玩一下，你就會發現有兩個東西
重心和推力中心

可自行百度「一級倒立擺及其控制」。

力矩平衡一下

我到不是想回答問題，我只是想提醒各位，

朝鮮和印度的東西，確實會發生螺旋升天

拿個大鎚就一定得爬著走么

題主玩過射箭嗎？箭頭也很重

這是靜穩定吧，火箭的重心在壓心前面

物理學好，控制理論學好，再加火箭整流罩加payload是全火箭最輕的part

火箭並不是腳越重越好，頭越重氣動靜穩能力越強越不容易翻。
並且你可能受到了平常桌子上立個棍子無法保持穩定的想法干擾。其實桌子給棍子的支持力永遠向上，所以極微小的偏差導致的扭矩都會迅速增加，棍子就會倒，而火箭沒有這個問題，它的推力永遠隨著火箭的朝向變化而變化，並且大多數火箭引擎的噴口方向都能小範圍調整，在火箭感測器與導航計算機的幫助下能控制噴口迅速調整抵消掉那些偏差並進行程序性轉向。(以上都是一個實實在在的學渣答的，看看就好，有錯輕噴)

多玩玩 ksp 就知道有個東西叫動量輪還有rsc

（以下內容為一本正經的胡說八道）

我覺得我有能力回答一下這個問題！

首先我們得承認，有關火箭的問題的關注度特別高，現在不比前幾年，但是現在火箭在國內依舊有著很多的關注者。

雖然姚明退役了，但是他打下了堅實的球迷基礎，大家這麼關心火箭的問題也就情有可原了。

然後回到問題本身。我認為火箭到目前能這麼穩定，一飛衝天，跟發動機有關係。沒錯！就是今夏加入的球隊大腦，發動機，差一冠封神的超級球星，保羅！

宇宙勇坐擁四巨頭，挾衛冕冠軍之威，還是慘敗於火箭之手。開賽至今，火箭穩定不倒，豪居西部第一。

保羅受傷期間，火箭雖然也戰績穩定，但是保羅一復出，火箭立馬大變樣！這，就是發動機的作用！

發動機可節流，推力可調。

理論上來說向上加速度超過1個g火箭就不會倒了。