「卫星」火箭即使蜗速都可以飞出太空,而为什么飞机再快也飞不出去?


「卫星」火箭即使蜗速都可以飞出太空,而为什么飞机再快也飞不出去?
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只要飞机的燃料足够 , 飞机是否可以冲出地球 , 飞入太空?
我们想得太美好了 , 其实无论飞机怎么飞 , 都不会飞出地球的 。 原因倒不是因为飞机飞的太慢 , 而是因为飞机的飞行原理决定的 。
飞机能够飞行 , 主要是飞机飞行时通过机翼上表面和下表面时的空气流速不一样 , 引起到压强差导致的 。 空气通过机翼上表面时流速大 , 压强较小 , 通过下表面时流速较小 , 压强大 。 因而此时飞机会有一个向上的合力 , 也就是飞机的升力 。 飞机在地面滑行时候 , 随着速度越来越快 , 机翼产生的升力不断增大 , 直到大于飞机重力 , 飞机就可以克服地球引力飞上天空 。
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升力的大小与飞机飞行速度越快、机翼面积有关 。 飞机升力的精确计算很复杂 , 其的近似计算如下:
升力=0.5*空气密度*速度^2*参考面积*升力系数 , 其中升力系数=升力线斜率*(迎角-零升力迎角) 。
由此可见 , 飞机必须借助大气才能飞行 , 简单说就是利用大气的压力差获得飞行动力 , 没有大气飞机就是一堆废铁 , 这也是飞机和航天飞行器的本质区别 。 所以 , 无论飞机怎么飞都不可能离开地球 , 因为它不可能离开大气层!
火箭的飞行原理与飞机不同 , 它是靠往后喷出的高速气体 , 从而获得的反作用力而飞行的 。 飞升过程无需大气层产生浮力 , 而且大气层还成为阻碍火箭升空的阻力 。 火箭气体喷出得愈快 , 火箭前进的速度也就愈快 。 因此火箭要达到很高的飞行速度 , 除了要求有很高的喷气速度 , 还需要携带大量的燃料 。 目前使用多级火箭 , 一来就是可以携带大量燃料 , 二来是在飞行过程中不断减轻重量 , 燃烧完一级火箭就扔掉一级 。
网上有些网友对于如何飞出地球有一个认知的片面性 , 认为只有达到第二宇宙速度才能飞出地球 。 其实这是错误的认知 , 理论上只要保持输出动力(大于重力) , 即使蜗牛的速度也能飞出地球 。 但是如果你慢吞吞飞 , 飞出地球大气层 , 就不知道要带多少燃料了 , 要知道燃料的重量是占大头的 。
飞升过程关键是持续的施加超过自身重量的动力 , 一旦没有动力 , 就会被地球的引力拉回来!如果你能不断持续跳起来的动力 , 你也能跳出太空 , 可惜没有 , 所以每次都被拉回地球 。
达到第二宇宙速度(11.2公里/秒) , 如果没有空气阻力的话 , 就可以不依靠任何动力飞出地球 , 依靠惯性就能行了!我们平时骑自行车 , 肯定有过这样体验 。 如果上一个小坡 , 上坡前只要快速蹬几下 , 达到一定的速就可以依靠惯性上坡 , 无需再提供动力 。 反过来也一样 , 只要你车技好 , 给出的动力足够且持续 , 你慢吞吞的也能够骑上坡!
你平时上坡是用吃奶的力气慢慢蹬上坡 , 还是骑快点一口气轻松冲过呢?这也就是火箭发射速度越来越快的原因 , 否则火箭可能得造个山头那么大才行 。


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