不考慮燃油因素,飛機達到平流層高度一直向前飛行是否可以飛出地球?
不考慮燃油,直線飛行
- 隨著空氣變稀薄,你需要更快的速度才能維持相同的升力。這是速度下限變大。
- 隨著空氣便稀薄,你的發動機功率會下降,會影響最大速度。這是速度上限變小。
- 這兩個速度限制變得一樣的時候的對應高度,就是(靜)升限。在這個高度上,你已經無法飛得更快,因為發動機帶不動;同時你不能飛得更慢,否則會往下掉。
- 當然,你可以在低一些的高度多攢一些速度,然後靠速度帶上去。這就是動升限,通常會比靜升限高一點。
一般情況下,不能。
就像高贊的答主們說的一樣,隨著空氣越來越稀薄,機翼的升力會越來越小,而飛機的航空發動機則需要空氣中的氧氣才能工作。當然,像火箭那樣自帶氧化劑的話是可以的,但是,相信題主想問的肯定不是這個←_←
不過我們可以來開一下腦洞。
假如飛機在大氣層內能夠達到很高的速度的話,理論上來說,是可以暫時飛出地球的,不過也僅僅只是暫時而已。上面有些回答里有人提到第一宇宙速度,其實不用達到第一宇宙速度,也是有可能達到太空的,類似這樣:(我們先加一個前提,這架飛機超級耐燒,不用擔心由於速度夠快變成流星被燒成渣渣)
實際上,只要飛機的高度超過了卡門線(海拔100千米),就可以認為飛機在太空里了。因為100千米以上的大氣非常稀薄,假如飛機仍然要像普通的飛機那樣水平飛行、靠機翼的升力保持高度,那麼飛機就必須飛得非常快,飛機的速度將會超過這個高度的軌道速度。
也就是說,假如飛機真的能在超過卡門線的高度進行水平飛行,那麼飛機需要飛得比同等高度的人造衛星還要快。假如飛機真的已經這麼快了,那麼即使關掉飛機的發動機、扔掉機翼,它也能作為一顆人造衛星繼續環繞地球飛行。
由於這個高度的大氣阻力稀薄,在一段時間內這架「飛機」都能保持較高的速度,而不至於掉下來。
因此,卡門線一般被認為是大氣層與太空的分界線,只要越過這條線,就算是進入太空了。
所以,理論上,即使飛機使用的是航空發動機,只要它在大氣層內飛得夠快,也是可以靠著慣性暫時衝出大氣層,進行一次亞軌道飛行的。
但是長期留在太空里就比較難了。
即使飛機的發動機逆天、飛機速度達到了第一宇宙速度也不行,甚至都沒法繞地球一整圈。(好多人都在各個回答的評論提到了第一宇宙速度,可是光靠達到第一宇宙速度真的是沒有用的...)
假如飛機在大氣層內達到了很高的速度,也許能靠著慣性衝出大氣層。但只要飛機軌道的近地點還在大氣層內,那麼在飛機重新回到大氣層後,就會由於空氣阻力的原因減速。由於飛機只能在大氣層內加速(航空發動機需要空氣),那麼飛機軌道的最低點就只能處於大氣層內部。在重新回到大氣層後,除非重新加速,否則飛機就無法再回到太空了。
達到了較高速度,比如第一宇宙速度以及更高的速度的飛機,它的軌道大概是這樣的(為了方便畫圖,比例有點不對,不要在意23333):
航空級飛機是靠空氣提供升力,沒了空氣就沒了升力。
另外絕大部分航空飛行器的發動機也是要靠空氣工作。
等下我把我航概翻出來。
先看下飛機的定義:
「由動力裝置產生前進的推力或拉力,由固定機翼產生升力,在大氣層內飛行的重於空氣的航空器」
第一,飛機需要與空氣相對運動產生的空氣動力飛行。
第二,飛機需要動力裝置產生前進的推力或拉力:
而我們知道實際上,隨著飛行高度的提高,飛機藉以飛行的命根—空氣會越來越稀薄。
現在主流客機主要使用的動力裝置是空氣渦輪發動機,需要吸入空氣在燃燒室中與燃料燃燒提供能量,以及作為工質噴出飛機提供推力。換句話說如果沒有缺少空氣,航空發動機無法工作。包括應用於高超聲速飛行器上的衝壓發動機,原因相同。
直線飛進宇宙,由於地球曲率存在就相當於爬升。而由於空氣密度的限制,飛機不能無限制地爬升,總會有個最高升限。
結論是,現有的所有的飛機沒有辦法憑藉空氣發動機真正意義上進入宇宙,其中絕大部分沒有辦法離開平流層(邊界80km)
我們耳熟能詳的黑鳥偵察機最高升限不過30km,實用升限據說在26km左右?(注意,在30km高空,空氣密度只有海平面的百分之一飛行員需要穿著增壓服)
目前飛得最高的載人航空器X15A使用火箭發動機(其實已經算航天器了),飛行高度超過了100km,即習慣上的太空邊界。
可是實際上大氣層的熱層一直延伸到800km處,外層大氣散逸層頂界在2000km以上。
當然,如果你說哪天
飛機在平流層內飛出了第一宇宙速度
一個猛子出去了
那咱另說
圖源百度
我真的奇了怪了,那些說我胡說八道的,你這麼懂為什麼沒有看到你在這個問題下的回答,來噴我是什麼意思,你有更加優秀的見解何不說出來和大家分享一下?如果你的能力像你的嘴一樣厲害,我國的航發技術早就已經趕超通用電氣,普惠,羅羅了。C919中國的大飛機早就和空客,波音齊頭並進了吧。
不能。
高度越高,空氣越來越稀薄,當高度達到一定程度,發動機便無法保持爬升性能。比如飛行學校的單發螺旋槳飛機,所配備的四缸發動機和普通汽車發動機基本沒有區別,當爬升到海報8000英尺左右無法保持爬升的性能。
所以就需要用到渦輪增壓通過壓縮空氣來增加進氣量,但達到一定高度,渦輪增壓也不能繼續提供足夠的進氣量來保持飛機的爬升性能了。
火箭之所以能夠飛出去,應該是用到了氧化劑之類的東西,就不是很懂了。
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