【太空科技】簡介向量推力技術 TVC

在大氣層中飛行的飛機,可以藉由機翼控制飛行的方向。那沒有機翼的運載火箭們,又是如何控制自己的航向呢?其中一種方法,就是使用「向量推力技術 ( TVC )」。
讓我們先看影片:


一般的引擎通常能朝固定的方向推進,而所謂向量推力引擎,則可以根據需求而改變推進的方向。在火箭引擎中,通常使用兩種方法可以達成這個目的:

1. 提供主要推力的大引擎不動,在大引擎旁加裝幾顆小引擎調整總推力的方向。這種主要負責控制火箭姿態而非提供推進力的火箭引擎通常稱為「Vernier thruster」。常見於早期的火箭設計,比如蘇聯的 R-7 和美國的 Atlas 早期型號。

2. 直接移動引擎,讓整顆引擎可以上下左右搖擺。這個方法的技術難度較高,但因為不用另外加裝小引擎,降低了引擎的重量和複雜性,受到大部分現代運載火箭的青睞。

而能夠搖擺的火箭引擎,又可以分為泵前搖擺和泵後搖擺兩種,前者需要將負責加壓輸送火箭推進劑的渦輪泵一起搖,結構簡單但笨重;後者只搖動引擎的燃燒室和噴嘴,因此可以設計得輕而緊湊,但是技術難度又更高一層。目前僅俄羅斯、美國和中國具有這樣的技術。

各位在上方的影片中看到的,正是測試中的 Newton 3 火箭引擎,未來將用於空射式運載火箭 Launcher One 的第一節,發射小型衛星。

撰文:林彥興
影片來源:Virgin Orbit

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