為什麼太空船二號山貓號等航天器都從跑道加速升空,而不垂直升空?

是不是載人航天器從跑道升空會更安全?還有哪些考慮因素?


太空船2號不是個獨立的飛行器,它的載機是白騎士,白騎士是飛機。

山貓本質上是個飛機,只是個飛的比較高而已,因為高度足夠,自由落體的時間比較長,可以讓你體會一下失重。當然太空船2號也差不多。

火箭發動機海平面比沖推力都很差,未必夠讓它垂直起飛,所以它在起飛階段必須以飛機的方式飛行,火箭發動機只要稍微給一點推力把速度加起來就行,到了高空阻力小了,推力和比沖都上去了,發動機全開加速。這些飛機為了高比沖(節約燃料)選的是膨脹循環的小推力發動機,火箭上一般都是用它當做上面級發動機,到了大氣層上層才啟動的。

如果要垂直發射,最簡單的方式是捆綁兩個助推火箭,到了高空扔掉,就和太空梭一樣。太空梭這樣做,是因為它需要去衛星軌道,燃料必須節約下來做加速。而小航天器只要摸到宇宙的邊就可以了,所以可以盡情燒燃料。

飛機推重比都很差的,不到1很正常,大部分升力由機翼提供。山貓的正確分類是火箭飛機,和德國的ME163一樣。但是它在大氣層上層還有足夠的推力,可以繼續升高,也可以算是一種航天器了。


一句話猜測:採用跑道起飛應該主要是為了能夠重複使用,起飛和降落過程更加能夠讓你們人類接受。垂直發射加速度太猛了。至於說更安全是不存在的,後面會詳細介紹起落架。

至於說垂直起降?要是我設計這種亞軌道觀光飛行器我也會使用類飛機這種方案,(可不可以說是英雄所見略同呢?piapia扇自己兩巴掌。)主要是為了佔大氣層的便宜啊,在大氣層裡面飛的時候都可以利用空氣動力(省略博努力方程等)省很多燃料。垂直起降噴的也是燃料===錢,不要跟錢過不去。

一般火箭就一次性的,打上去就算了,沒必要要起落架了嘛。

?───O(≧?≦)O────?起落架的分割線?───O(≧?≦)O────?

起落架設計是個非常痛苦的過程,首先起落架會影響整個飛機的外形設計,比如翅膀放哪,發動機放哪。比如737為了放起落架在肚子那裡擴大了很大的空間,氣動外形不優美了 T_T

其次這玩意非常重,對於飛行器來講是個大包袱。飛機的重量原則是1:5,即省了1kg的重量,最終可以節省5kg的重量。為啥呢?當你省了1kg重量,為達到同樣的航程可以少帶點油,然後重量又降低了,然後又可以少帶點油,然後重量又降低了。。。降低降低無窮盡也,最終省了5kg重量。要是可以沒有起落架世界會更加美好。

第三,起落架有安全性要求,設計的時候種腦子裡開了個洞的複雜感,使得它更重。比如沒電的時候要求起落架也能放下來安全降落,這就涉及到還得有一套機械系統能夠獨立運行,起落架在打開門的時候能夠無阻礙的逛盪下來就位(這就是為啥前起落架一般是向前收,向後撐開)。飛機因為起落架卡住也發生過一些事故,就不一一列舉了。


@孟德爾 的回答已經很詳細了,補充幾點:

太空船二號的解決方案有點複雜,這是維珍銀河多次跳票的主要原因。

山貓號太空船的火箭發動機,是可以多次開關的,這也是XCOR的核心技術之一。


太空船二號和山貓號的設計目的都是亞軌道載客飛行。
從跑道起降可以和現有機場設施兼容,省去發射架成本和便於頻繁飛行,經濟性較好。
如果每次坐飛機都要把飛機吊上發射架多麻煩?

利用大氣層升力降低對起飛推重比的要求也有額外的好處。


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