|
近年来，我国的航空航天事业呈现井喷式的发展，载人航天、探月工程、歼-20、运-20、直-20等等捷报频传，让人目不暇接。社会公众在欣喜之余，不少人也在问：航空航天不一样吗？ 实话实说，航空航天真的不一样。咱们长话短说，最根本的不一样在于二者的运行介质不一样。我们知道，地球表面包裹着一层厚厚的大气层，以大气层为界，飞机等航空器运行于地球表面之上的大气层之内，火箭、飞船等航天器则运行于地球表面之上的大气层以外。这就是二者的根本不同。 大气层的层次划分 基于这一点，衍生出了航空航天的一系列的不一样。 首先是飞行高度不一样。一个在大气层内，另一个在大气层外，二者的飞行高度必然不同。这里涉及两个高度，一个是实际飞行高度，目前航空器的实际飞行高度都在3万米以内，仅有前苏联的米格-25战斗机曾经创造过37650米的飞行高度世界纪录；航天器稳定运行的低轨道高度为160千米，也就是说航天器的实际运行高度都在160千米以上。另一个是法定飞行高度，国际航空联合会规定，海拔100千米高度为大气层与外太空的分界线，并以美国科学家西奥多·冯·卡门的名字进行命名，称为“卡门线”。当然，由于大气层呈弥漫性扩散状态，因此大气层与外太空之间没有一条明确的物理界线，只是为了便于区分航空与航天活动，人为地划定了这条“卡门线”。卡门线以内是航空空间，卡门线以外为航天空间，也即外太空。显然，无论是实际飞行高度，还是法定飞行高度，二者都明显不同。 飞机的受力分析 航天器的飞行原理 其次是飞行原理不一样。航空器遵循牛顿力学原理，以飞机为例，其上通常作用着四个力：拉力、阻力、升力和重力，保持飞机稳定飞行的条件是拉力=阻力，升力=重力。如果不满足拉力=阻力，飞机就会改变飞行速度；如果不满足升力=重力，飞机就会改变飞行高度。其中，拉力是由发动机和螺旋桨共同产生的，阻力和升力都是气流流过机体表面与其相互作用而产生的，重力则是机体质量与地心引力相互作用而产生的。航天器遵循万有引力定律，其上通常作用着三个力：重力、万有引力和轨道运行的离心力，保持航天器稳定在轨运行的条件是重力=万有引力=离心力。如果万有引力小于离心力，航天器就会加速脱离轨道；如果万有引力大于离心力，航天器就会减速降落。 第三是飞行速度不一样。在追求高空、高速的大背景下，航空器的飞行速度主要取决于技术可能，要提高飞行速度就必须提高推进系统的拉力，减小飞机的飞行阻力。在目前的技术条件下，米格-25战斗机以马赫数3.2保持着飞机的最大平飞速度的世界纪录。航天器的飞行速度主要取决于其任务需要，绕地飞行必须满足第一宇宙速度，7.9千米/秒，大约是22马赫；绕日飞行必须满足第二宇宙速度，11.2千米/秒；冲出太阳系必须满足第三宇宙速度，16.7千米/秒。显然，二者的飞行速度不仅不同，而且还不在一个数量级。 第四是推进方式不一样。航空器在大气层内运行，可以采用吸气式动力，如活塞式发动机、喷气式发动机等，前者以汽油为燃料，后者以煤油为燃料，二者都以空气为氧化剂；航天器在大气层外运行，没有空气来源，除了自带燃料，还必须自带氧化剂，只能以火箭为动力。 第五是起降方式不一样。航空器大多采用水平起降，航天器大多采用垂直起飞、自由下落。这其实是由各自的飞行原理所决定的。以飞机为例，航空器实现升空的基本条件是升力大于重力，在飞机重力一定的前提下，由于升力与飞行速度的2次方成正比，因此航空器要实现升空必然要从静止开始经历一段水平加速过程，直至飞机离地升空。降落，则与此相反。航天器完全依靠火箭推力克服重力实现升空，并逐渐加速到入轨速度，因此垂直发射是最有效、最便捷和最经济的发射方式。其实火箭也不是一直垂直上升的，为了实现末段入轨，到达一定高度之后就会开始拐弯，逐渐靠近并最终进入预定轨道。 关于航空航天的不一样还可以列出一些，但主要的就是这些。而且了解了这些，也就不难理解为什么说航空航天不一样了。 |
|
|
