La vectorización de empuje es una forma de actitud o control direccional que se puede diseñar en cualquier vehículo capaz de moverse en tres dimensiones a través del empuje motorizado, como una aeronave, nave espacial o vehículo submarino sumergido. La tendencia de un vehículo propulsado por cohetes o motores a reacción es moverse en una dirección exactamente opuesta a la del escape que sale de su tobera de empuje orientada hacia atrás. Cuando este empuje se canaliza para salir del vehículo en un ángulo diferente del ángulo del vehículo en referencia al horizonte o su dirección de desplazamiento prevista, puede ayudar en giros rápidos en lugar de simplemente depender de superficies de control aerodinámico o romper cohetes en naves espaciales para hacerlo
Varios aviones avanzados actualmente usan vectores de empuje a partir de 2011, incluido el ruso Sukhoi SU-30 MKI que también se vendió a la India, el caza F-22 Raptor desplegado por la Fuerza Aérea de los EE. UU. Y el EF o Eurofighter 2000 construido para el servicio militar en Reino Unido, Alemania, Italia y España. El avión AV-8B Harrier II también es un ejemplo de un avión de vectorización de empuje que se desarrolló originalmente en el Reino Unido y ha estado en funcionamiento desde 1981 por varios países participantes de la Organización del Tratado del Atlántico Norte (OTAN), incluidos España, Italia y los EE. UU. . Estados Unidos e Israel también trabajaron en un programa para el avión de combate F-16 conocido como vectorización de empuje multieje (MATV) a principios de la década de 1990.
La vectorización de empuje también se ha utilizado en varios sistemas de cohetes y naves espaciales, con ejemplos recientes notables en el siglo XXI que son el cohete Mu japonés y la misión lunar Misiones Pequeñas para la Investigación y Tecnología Avanzada de la Agencia Espacial Europea (ESA) (SMART-1) en 2005. Los sistemas anteriores que han utilizado la vectorización de empuje incluyen el transbordador espacial de EE. UU., así como los cohetes lunares Saturno V de EE. UU. También se sabe que varios sistemas de misiles nucleares estratégicos en los EE. UU. Emplean la tecnología, incluido el misil balístico intercontinental Minuteman II terrestre (ICBM) y los misiles balísticos lanzados desde submarinos (SLBM) desplegados en submarinos nucleares.
Se han adoptado varios enfoques diferentes para lograr el control del vector de empuje. Con los aviones, un enfoque típico es vincular el movimiento de la boquilla de escape a los controles del piloto para que, no solo las superficies de los aviones como el timón y los alerones respondan a sus cambios de vectores, sino que la boquilla de escape se mueva junto con ellos. En el F-22 de EE. UU., La boquilla de escape tiene libertad de movimiento dentro de un rango de 20 grados, lo que le da a la aeronave una mayor tasa de balanceo del 50%. La velocidad de balanceo es la capacidad de la aeronave para desviarse en el paso – arriba y abajo – o guiñada – izquierda y derecha – desde su eje central de movimiento mientras está en vuelo. El SU-30 MKI ruso tiene una boquilla de escape que puede girar 32 grados en el plano horizontal y 15 grados en el vertical, lo que permite que el avión realice maniobras bancarias de alta velocidad en 3-4 segundos a velocidades de aire de alrededor de 217 a 249 millas por hora (350 a 400 kilómetros por hora).
En naves espaciales o cohetes, la vectorización de empuje puede implicar mover todo el conjunto del motor dentro del cuerpo del vehículo, conocido como gimballing, que se hizo con el cohete Saturn V de EE. UU., O los componentes clave del sistema de escape se pueden mover en conjunto. Los motores de cohetes propulsores sólidos como el vehículo de lanzamiento espacial japonés Mu no pueden alterar la dirección del combustible de empuje, por lo que en su lugar inyectan un líquido refrigerante a lo largo de un lado de la boquilla de escape que obliga a los gases de escape calientes a salir por el lado opuesto para proporcionar un efecto de vectorización. . Esto también se hace en el misil Minuteman II de combustible sólido desplegado por los EE. UU., Donde su Trident SLBMS de combustible líquido utiliza un sistema hidráulico para mover la boquilla.
En las naves espaciales destinadas a abandonar el pozo de gravedad de la Tierra, a menudo el motor de empuje principal está separado de los cohetes de control de actitud o los sistemas de vectorización de empuje, y cada sistema puede usar diferentes tipos de métodos de propulsión y combustibles. Se han hecho intentos en misiones espaciales a principios del siglo XXI para unir estos dos sistemas de propulsión en uno comúnmente alimentado. En la misión ESA SMART-1, esto se conocía como un diseño totalmente eléctrico para la operación conjunta, denominado sistema de control de actitud y órbita (AOCS). El European Student Moon Orbiter (ESMO) planeado para su lanzamiento entre 2014 y 2015 también utiliza la vectorización de empuje como parte de un sofisticado sistema de propulsión iónica.