火箭為什麼不能橫向發射？

11-29

橫向發射達到宇宙第二速度不是也可以到達太空嗎？也許可以找一個懸崖，從懸崖衝下去，也少了摩擦的阻力#最初想法僅僅是靠重力獲得一定加速度而不是用能量克服它的阻力，不知道能否在它落地前就逃逸到太空，對於在橫向距離上的摩擦力與其他因素的影響還不能完全思考到，請多多諒解。並多多指教

你們不用這樣嘲笑LZ，其實這個方案在航天領域的歷史長得超乎你們想像。

現代火箭垂直發射的理由只有一個，就是最短時間突破大氣層。一旦到了高空，火箭馬上會改變方向，與地面平行飛行。事情明擺著，往上飛還要與地球引力對抗，用速度換勢能，明顯是虧的，平行於地面的飛法是最合理的。這個過程中即使高度有下降也無所謂，只要加速到第一宇宙速度，很快就可以換用比較節能的飛法變軌。

我國所有火箭都是從西向東發射，也是為了利用一點地球自轉的速度。

從飛機上發射衛星也是同樣的道理，空氣稀薄，而且有一定的初速度。更接近的是從氣球上發射，這就完全是為了抵消空氣阻力。

而真的和LZ說的完全一樣的方式也是有的。當初NASA考慮過一個方案，就是在赤道上建一條環球磁懸浮鐵路，火車形狀的飛船在軌道上行駛，達到非常高的速度後離軌，沿切線方向衝出地球。據說這個方案平均下來成本非常低。《嚴厲的月亮》中月球的拋石機就是這個原理。

這個方案的優點在於，鐵軌可以利用地面的供電設施，體積沒有限制，只要預算足夠可以把飛船加速到任意速度而無需增加飛船重量（當然可能需要用到真空管道，否則空氣阻力太大）。

比較現實的方案是不加到軌道速度以上，而是加速到超音速，升空後利用自己的發動機進一步加速，這就有點類似航母的滑躍起飛的思路了。科幻作品中SSTO(單級入軌)多為這個方案。

至於從懸崖衝下去利用地球重力產生速度，這個方案其實就是《地球大炮》，經過地心後還要補充一定的速度才能飛出地球。

AC5中白鳥的激光組件是依靠鐵軌加速飛上去的。

可以的，火箭炮就是平射的，也是一種火箭，只是射程較短。

主要就是效率問題，在大氣層內加速到環繞速度（第一宇宙速度）會遇到很大的阻力，而且還需要額外的力來克服空氣阻力維持環繞速度。

還有就是環繞速度隨著高度的增加是減少的，所以，，，，

聽火箭發射仔細一點就行了。
一般發射不久，就會聽見。
「東風，程序轉彎」
「程序轉彎正常」
理論上橫著發射是可行的，只要速度夠了第一宇宙速度，高度自己就上去了。
當年就是這樣猜想人造衛星的，一門炮橫著打，速度越快落點越遠，只要速度達到一定值，就有可能繞了地球一圈還沒有落到地面上來。
但是你忘了空氣阻力這個因素了，速度越快，阻力越大。所以在稠密大氣層中一味的提高速度到第一宇宙速度是很不經濟的。
現在發射都是先垂直上升，簡單粗暴的垂直推上去，以一個不是很快的速度先離開稠密的大氣層。然後再進行程序轉彎，把前進方向轉為橫向，再加速到所需速度。
總之，為了省油~
對了，你題目中說的找個懸崖下落加速，怕是忘了能量守恆。
你從一個高度落下，獲得的速度算上阻力，是絕對飛不到相同高度的，只會比原高度低。
你把火箭拉到離地球老遠的地方，再落下來倒是有可能靠引力打個水漂，俗稱引力彈弓效應。

有火箭飛機的。

沒有大氣層的星球上可以，有大氣層的地球怎麼能這樣？

再說即使沒有大氣層，也得獲得一點點垂直速度吧，不然沒有軌道高度，飛船會撞山的。

美帝好多火箭都是從飛機上發射的

美國發射高能Ｘ射線太空望遠鏡

這張美國航天局公布的圖片顯示，一架名為「觀星者」的飛機在空中釋放運載「核星」望遠鏡的珀加索斯火箭。美國航天局6月13日從太平洋地區的馬紹爾群島發射了一顆高能X射線太空望遠鏡，用於觀測黑洞等宇宙天體。這顆望遠鏡全稱為「核光譜望遠鏡陣列」（簡稱「核星」）。新華社發

新華網華盛頓６月１３日電（記者任海軍）美國航天局１３日從太平洋地區的馬紹爾群島發射了一顆高能Ｘ射線太空望遠鏡，用於觀測黑洞等宇宙天體。

這顆望遠鏡全稱為「核光譜望遠鏡陣列」（簡稱「核星」）。美國東部時間１１時（北京時間２３時），「核星」及其運載火箭由一架飛機運載至空中，約一小時後，二者被拋下飛機，自由落體運行數秒後，火箭開始點火，隨後將「核星」推入軌道。美國航天局說，「核星」的太陽能電池板目前已完全展開，與地面的通信也一切正常。

歪個樓。。題主回家下個坎巴拉太空計劃就知道咋回事了。。

空氣阻力太大射得吃力不環保啊親...

阻力大?飛得慢?更燒油?油帶多了變重?飛得慢死循環....

橫向發射需要在大氣里飛太久，浪費很多能量去抵消空氣阻力做的功，火箭引擎比沖不大，沒那麼多燃料可以耗在大氣裡面。

人類一直設想的空天飛機就是利用噴氣引擎的高比沖在大氣內儘可能的加速，在到達大氣邊緣的時候，切換為火箭引擎進一步加速，最終入軌。

其實橫向發射是挺好的，因為速度方向一開始就是順著最終軌道方向的，只要在那個高度達到那個速度，自然就入軌了。

在無大氣的星球是完全可以橫向發射的，當然還是要對著天有一點角度，要不然豈不是在地上摩擦……那樣其實會比垂直發射更好

@孟德爾的答案很詳盡，但是現實中這種與地面成水平發射的火箭是真實存在的。

Pegasus rocket
飛馬座火箭

先問是不是再問為什麼……

有一種火箭叫做空射彈道導彈……這玩意就是你所謂的「橫著」發的

受評論區指正，這個回答偏題了=======大誤====

蘇聯登月計劃N1運載火箭四次發射均告失敗（不是因為傾斜）圖中是還沒立起來的時候

不管上面大神怎麼說, 我還是想到了牛頓大炮. 這個設想一開始貌似就是橫向的吧?

有一種國產火箭能算是橫向發射的，產地瀋陽，學名殲八。

很多人對我打擊題主很不滿，並且說我沒強調火箭發射主要是為了飛出大氣層，飛出去以後姿態也是傾斜的。我想說的是：對於一個高中生來說，能問出這種問題的人，應該對航天器有一個最基本的認識，要達到這種認識可以看書，甚至百度一下信息都很全，而不是盲目的提問。借用別的問題里看到的回答的一句話：思而不學則殆。所以我打擊題主的是沒有主動的去獲取知識。

----------------------原回答----------------------

題主想像力太豐富了，莫非是高中生？好像真是高中生哎。

題主說從懸崖發射應該是下面這個圖裡的意思吧：

那個球是地球，那個尖的是山，我畫的不太好。

紅色是從懸崖上水平發射，藍色就是題主說的向下發射吧。什麼？題主你說要垂直向下？那撞到地面怎麼辦？

既然題主是高中生，那麼以下計算就得只能限制於高中知識了。

首先，我認為題主問的是發射運載火箭一類的東西。

--------------------------------------------

先說懸崖上水平發射的情況：

大氣層（參考鏈接大氣層_百度百科）垂直方向50km以內是平流層，屬於空氣阻力較大的區域，在這個區域內即使保持第一宇宙速度（參考鏈接第一宇宙速度_百度百科）也是會被強烈的空氣阻力拉下來墜毀。所以火箭發射最重要的是要先衝出大氣層，再考慮第一宇宙速度的事情。

假設我們從珠峰上發射，為了計算方便，我們假設珠峰的高度是10km，那麼如果水平方向發射，那麼就有下圖：

DE是珠峰高度10km，AE,AB是地球半徑，BC是50km，現在請題主來DC有多長。

不會算？那我來給你算好了

根據勾股定理有：

DC^2 + AD^2 = AC^2

DC^2 = (AB+BC)^2 - (AE+DE)^2

因為AE=AB都是地球半徑，設為R(=6371KM)，所以

DC^2 = (6371+50)*(6371+50) - (6371+10)*(6371+10) = 512080

得到DC=715.6km，正常只需要向上飛50km就能飛出大氣層了，你水平要飛700多km才行，你這不是浪費燃料嗎？你覺得這樣合理嗎？

--------------------------------------------

再分析從懸崖上向下發射的情況，題主是想利用地球重力做加速吧，想法是很好的，但向下發射不能垂直地面，否則就撞到地面上了，實際上也是傾斜發射的，具體繪圖如下：

同樣的，勾股定理就可以解決問題：

∠ADC，∠ADF都是直角，所以有：

AD，AB, AE都等於地球半徑，BC=10，EF=50，所以有

CD^2=AC^2-AD^2
DF^2=AF^2-AD^2

AD = AB = AE = R = 6371
AC = AB + BC
AF = AE + EF

整個加速段=CD+DF= √(AC^2-AD^2)+√(AF^2-AD^2) = √((R+10)^2-R^2)+√((R+50)^2-R^2)

得到結果是：1156.85km

垂直需要50km，而你這個需要1000多km，而且由於地球引力提供的加速其實非常有限，你需要消耗更長的距離才能飛出地球，因為DF段比CD段長的多，雖然DC段地球引力能提供加速度，但到了CD段地球引力又成為負擔，所以垂直向下或者斜下發射沒有任何意義，只是白白浪費燃料。

--------------------------------------------

下面是打擊題主時間

我只想說題主你太弱了，這種問題還拿到知乎上來問，相似的問題我初中的時候都能算出來了（當時算的是欲窮千里目更上一層樓，視野範圍達到千里（500km）需要站多高），題主你都已經上高中了，這種問題居然還需要問，自己不會算嗎？數學和地理都白學了？

並且這個數學難嗎？開平方加勾股定理這連初中生都會吧？數學學的好的小學生都有能算出來的。你這個水平去高考能考上什麼學校很讓人擔憂。

如果題主說，數學都會，就是想不到，那我想提醒題主，以上都是最基本的數學分析能力。題主如果只停留在瞎想的階段那麼這是無益於你學習的，瞎想的同時應該有自己的思考，不然將來妥妥的是一民科。

趕緊回去好好做作業去吧，考不上大學，天天都瞎想什麼呢？

--------------------------------------------

當然，如果說題主不知道火箭主要是為了衝出大氣層，那麼提出這個問題是可以理解的。但是，既然是對發射火箭有興趣，那麼最基本的知識應該要了解一下吧？百度一下很多東西都清楚了，為什麼腦子裡有疑問就不動手去找答案呢？坐等別人回答？這種求知態度可不太好。

我記得在中學教材里有張圖就是說的這個，圖找不到了，簡單描述一下意思，就是你往水平方向扔一個物體，它受萬有引力最後會落到地面，你用的力越大它水平運動距離越遠，平拋運動的道理，但是地球是圓的，也就是說，當你在足夠的高度用足夠的速度拋出一個物體，除去空氣等其他因素對他的影響它最終還是會經過你拋出的那個位置成為一顆衛星，當然這是最理想的情況，足夠高的位置要保證沒有空氣阻力，還要有足夠的速度即是第一宇宙速度。當萬有引力成為向心力時，他就成為衛星了。現在發射火箭也是同樣的道理，先讓火箭達到足夠高的位置再讓其圍繞地球做圓周運動。

垂直發射控制姿態容易。理論上推力和重力都作用在質心，沒力矩。這比傾斜發射有優勢。水平發射的話，能想到的方式就是把火箭從山上扔，或者從飛機上扔，這首先得限制重量，其次，結構設計和模態變化，估計都得坑死。當然固體小火箭也許這樣更好。

大氣越靠近地面阻力越大，速度越高阻力就越大，這個比起對抗重力要費更多的燃料，所以儘快到高空後再平飛是節省燃料的，也就可以帶更多載荷。

就物理上來講，因為地球的重力加速度太大，你需要極大高度或者極大的加速度，才能保證在落入大氣層之前達到第一宇宙速度。
就實際來說，我們根本找不到這樣的懸崖。如果要建造這樣的一個平台，所需的一切資源都比直接發射更多。

如果加一些限制條件的話題主的想法是可行的
通常來講，這個限制條件是沒有「大氣層」
美國往火星發射探測器的原理其實和題主說的有點關係
在探測器靠近月球的時候讓探測器像飛蛾撲火一樣靠近月球期望能夠獲得一個大的初始速度
然後關鍵時刻調整姿態前往火星
實際上好像遠一點的宇宙探測器基本都會用月球做個加速什麼的
如果不沒有大氣的話其實這個工作在地球也可以做效果也會比月球好
不過因為有「大氣層」這個東西導致在大氣層內的東西都不能太快
拿普通的洲際導彈來說當它再次進入大氣的時候氣動加熱熱流密度高達40MW/m^2
部分駐點溫度高達10000度左右但其實它的速度遠沒有達到什麼宇宙速度
此時對材料的要求就已經非常極限了所以就不要考慮別的了