运载火箭从航天器发射场发射最终将有限载荷送到预定的太空轨道上，一般要经过图3－34所示的几个飞行阶段：
（1）大气层内飞行段：火箭从发射台垂直起飞，在离开地面以后十几秒钟内一直保持垂直飞行．这一阶段飞行要进行自动方位瞄准，然后转入零攻角飞行段，以减小空气阻力，提高火箭效率，并在大气层内跨过音速．
（2）等角速度飞行段：第二级火箭点火飞行时运载火箭已飞出稠密的大气层外，整流罩在第二级火箭飞行段后期被抛掉．第二级火箭飞行一般以等角速度按最小能量飞行程序作低头飞行．达到停泊轨道高度和轨道速度时，火箭进入停泊轨道滑行．对低轨道航天器火箭已完成运送任务与有效载荷分离．
（3）过渡轨道：对于高轨道或执行星际任务的运载火箭，末级火箭在进入停泊轨道滑行到预定高度（一般为离开地球的最远点）后再次工作，使航天器达到过渡轨道或其速度达到逃逸速度，然后航天器才与火箭分离．
根据轨道情况，航天器入轨有两种基本形式，一种是低轨道航天器可直接入轨，火箭在不停机的情况下直接将航天器送到预定的轨道上并使航天器达到入轨的速度和角度，然后火箭与航天器脱离，航天器进入轨道飞行．另一种是通过过渡轨道让火箭与航天器一起在太空沿着过渡轨道滑行一段距离，在滑行时火箭处于停机状态，当达到一定高度时火箭再次点火启动，加速航天器进入更高的轨道，当航天器在运行轨道上达到入轨要求的速度与角度时，火箭才与航天器分离．有时为了做远距离飞行，火箭会交替使用加速与滑行模式．即使航天器飞行的高度和速度大小相同，仅其方向不同，其轨道也将各不相同．另外，如果航天器飞行的方向不对，也可能会坠毁，因此，飞行器的姿态控制是航天科技中的一项重要技术．在太空中，因为飞行器主要受引力作用，所以往往采用刚体动量守恒原理来设计姿态控制．
图3－34 运载火箭与航天器飞行轨道
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