请问有没有类似搭乘火箭穿过山洞的航天器利用压缩气体来升空穿过大气层?

为什么不利用飞艇或者飞机在大气层上方发送火箭?
火箭起飞阶段为了克服空气阻力需要很大的推力,大气层上方却没有空气阻力的问题,火箭为了在大气层外工作需要携带氧化剂。有两个想法1、用类似齐柏林飞艇这样的工具把火箭携带到大气层上方在进行发射。2、用喷气动力飞机把火箭带动带到大气层上方,火箭在发送的时候还有了一定速度。为什么不这样做,是成本并不合算吗?---补充一下毕竟火箭第一级发射就没用了吧,即使是航天飞机地面的助推火箭也是被丢弃了吧。小型的如果有,为什么不做大型的呢?这样不是降低发射成本的一个思路吗?
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我将从技术和经济两个角度回答为什么空射式运载火箭不见得能大幅度优于地面发射式6.29晚更新答案,添加于末尾技术角度:题主提到了低空阻力大,其实低空的高气压对火箭的影响不只阻力这一个方面,它还会导致火箭的比冲降低。通俗地讲就是,在高气压中烧同样多的燃料,获得的推力要比在真空中低。但这些低空的问题会对火箭的整个飞行造成巨大的影响吗?不见得先看一张高度vs气压的图表可见25000米以上,气压相对于海平面都快可以忽略不计了再看发射阿波罗登月飞船的土星五号的飞行高度vs任务时间的图表只用了100多秒就达到了25000米这个高度。换句话说,火箭在低空低效率区的工作时间相比整个任务时间而言非常短火箭能够入轨,难点不在于飞得高,而在于飞的快,至少达到第一宇宙速度,即7.9km/s。因此,提高火箭的横向运动速度,而非垂直高度,才是一次发射中的重头戏。而当前的火箭发射技术,已经可以让火箭在接近真空的高空中完成这个重头戏了(请随便找一个火箭发射的视频看一下,发射后很快火箭就开始像侧面转向,而不是一个劲地向上飞)不考虑火箭推进的试验机,如今飞的最高最快的量产型喷气式飞机是美国的SR-71黑鸟侦察机和苏联/俄罗斯用来克制它的米格25/31截击机,他们都是最高三万米,三倍音速,大约1000m/s。且不说能扛一个火箭的飞机还能不能飞这么快,即使能,这个速度还是远低于7900m/s的第一宇宙速度,这并不能给火箭省多少力。此外,因为火箭的形状本身不产生升力,脱离飞机后还必须分出一些推力向下喷来防止自己再掉下去(专业名词叫Gravity Loss,有兴趣请自己维基)。而垂直发射的火箭到达这个高度的时候已经有足够的向上速度矢量,不需要担心这个问题。总体看来,这一系列复杂的发射计划只为避开那一点点低空区域,相比传统的垂直发射能省下多少油真的不好说。经济角度可重复使用真的省钱吗?依然不见得为什么商业发射中,客户宁愿花大价钱去用俄罗斯的质子号火箭,中国的长征系列和美国的德尔塔系列,也不敢用日本的H-2、韩国的罗老号和印度的我真心不知道那个叫啥名的火箭?因为前三者在众多的发射中已经证明了自己出色的可靠性。航天发射拼技术,更拼可靠性,把一个火箭系统的可靠性从99%提升到99.5%花的钱可以再造好多个99%的火箭。而对于一次性的火箭和可重复使用的飞机,可靠性这个词定义是完全不同的。单就发动机来说,火箭的工作时间只有几十秒到几分钟,只要在这段时间内不会出错,这个火箭发动机就是可靠的。SpaceX的猎鹰火箭最早的喷口冷却是靠在内部加一层材料(不知道现在有没有更新技术),这层材料过热了就会逐片脱落,从而保护整个发动机。你敢想象你坐个飞机发动机还在不断往外掉渣吗?可是火箭上就敢这么干,因为只要能保证在火箭短短的工作时间内渣不掉完,发射就成功了。而航空喷气式发动机上需要考虑的却多得多,不仅仅是长时间工作,还需要多次冷启动,热启动。更不要说没有任务时还需要地面大量的人力物力去维护它,使它永远保持在优秀的待发射状态。美国的航天飞机就是个理想很美好,现实很无奈的例子。理论上讲航天飞机的主体和助推器都是可以重复使用的,只有外置燃料箱为一次性使用。可是即便不用造新火箭,预算却依旧一超再超,毕竟二手车的保养比新车费钱多了。不幸的是,当花了大价钱精心打理这些大家伙后,哥伦比亚号、挑战者号依然陨落星海。总体看来航天飞机项目的可靠性、每公斤货物入轨成本最后都不优于传统一次性火箭。题主说的发射方式,其实现实中有人在研究,比如维珍银河的LauncherOne(下图),中国的长征系列也在试图发展出一个空射式变种,可是这些我想更多的是为了技术的积累吧。毕竟人类想大规模进入太空,一次性火箭显然不是长久之计。但在当前这个化学火箭性能难有再大提升,新式发射系统研究屡屡遭遇基础技术瓶颈(如高温材料,小体积的液氢低温储藏罐等)和预算困扰的时代,在火箭下面绑几个便宜的固体助推器帮他冲出大气层最稠密的区域可能真的是一个简单暴力的最优方案吧。一些个人观点:感觉目前而言比较可能实现的是,一些小型低轨卫星的发射任务,如果现役轰炸机、运输机稍加改装就可以发射,那未尝不可一试,毕竟能省一点是一点。至于传统(较大的)荷载,如通信、气象卫星、火星探测器和载人飞船,很长时间内还会依赖传统火箭。这些荷载的空射几乎肯定需要开发新的专用飞机,或对现有机型大改。如果要发展这些新系统,很可能需要土豪牵头,如相对较不保守的私人航天公司和貌似从不差钱的本朝?预算常年拙计的NASA和欧空局基本上会更偏向于保守路线。更新2:另外关于空中发射能给火箭省点油这一点是这样的,一个航天系统里燃料其实是几乎最便宜的部分,贵的都是硬件,比如发动机就是个大头。可多次使用的发射系统也是为了只烧燃料不扔硬件。如果从飞机上发射火箭,的确可以稍微少带点油,相应的总重量会减少,发动机也可以做小点,单次发射成本会降低。可是为此要为研制和维护那架飞机,又要花很多钱。如果发射频率非常高的话,初期花些钱去研制一个新系统也许是值得的(这也是美国人启动航天飞机项目时美好的YY)。可是以现在的发射频率,各国掐指一算,还是老老实实用传统火箭才能省下钱喂饱地面上的人啊更新1:Q:为什么火箭起飞时不一开始就朝斜向飞A:回复 权泽霄 :除了低空阻力大,想加速也快不了多少,还有一个起飞推重比的限制。推重比,顾名思义推力:重量的值。一般火箭起飞时都只能勉强大于1,土星五号是1.2左右,航天飞机1.5。换句话说,如果把土星五号的推力分成12份,其中10份用于防止火箭掉下来,两份才是能让火箭真正向上加速的,自然没办法把很多的推力用于侧向加速。随着高速上升气压降低,原答案中提到的比冲会上升从而使发动机推力增加,外加燃料被消耗使火箭总重降低,起飞后推重比会不断上升,这时在分推力给横向加速就没有问题了。实际上,火箭的转向是一个连续的平滑过程,并不是到了某个高度才开始转向的。这个程序叫重力转弯(Gravity turn),只不过刚发射时初始转向角很小看不出来罢了。大推重比火箭的起飞就可以激进的多,比如美国之前发射的月球探测卫星LADEE,小卫星小火箭,加速贼快,起飞推重比高达2.5,几乎一起飞就是斜着飞的,详见下图(吐个槽,如果你在自家楼顶看到了这样的火箭轨迹,电视上却没看到火箭发射的报道,那很可能是第三次世界大战开打了。洲际导弹的发射轨迹大致如此,实际上,发射LADEE的火箭就是个导弹改装的嘿嘿嘿嘿)===================宣传一下刚开的专栏:别怕,我们用人话来谈谈Rocket Science
破烂王OSC表示你想到的我早想到了。。。
太空船1号+白骑士战斗机+飞马座火箭安-124+单级入轨火箭有名的就是这几个组合不多见的原因是良好的经济效益需要专门设计双体飞机,成本太高
补充一下大型火箭为什么不用飞行器运输土星五号起飞重量3038吨土星五号起飞重量3038吨其中光第二级就有480吨,第三级120吨第一级分离时的高度是68000米而世界上最大的飞机安-225最大起飞重量640吨,载重250吨,实用升限只有1万米而世界上最大的飞机安-225最大起飞重量640吨,载重250吨,实用升限只有1万米那么问题来了难道要造一艘女妖出来运输大型火箭吗难道要造一艘女妖出来运输大型火箭吗
小型的有啊,美国人。再大的载重不够啊
将火箭用载重装置运送到高空和火箭自身飞离地面相比,哪个的可行性大些(┯_┯)
关键字“飞马座火箭”单纯说火箭本身的话,确实效率可以提高。但是受到飞机载荷限制,火箭没法做太大,而算上飞机的费用,成本并不算很低。再加上现在一箭多星的技术已经比较成熟,只能发射小卫星的空射运载火箭意义就不是很大了。
前面的回答很好很学术,我试着通俗下。题主问的应该是运载火箭,但是火箭发射克服的是重力,需要的是加速度。不是空气阻力。设想是在天空做一个平台,首先不考虑其他的,这个平台怎么固定位置?尤其是在火箭发射强大的作用力下?是不是要动态的平衡自身重力和火箭作用力?这样这个平台至少需要多个矢量发动机,才能在空中稳定下来。这个平台本身就成了一个悬浮飞行器,机械动态反重力装置。技术上倒不是不可以玩个炫酷,至少能源和发动技术做得到差不多的水平,废除一些国际协议就可以。不过这个一点都不吸引人,民用化烧钱,军用吧,这么大的家伙做不了战术武器,雷达一看就知道了,也不可能是战略武器。还不如造潜艇平台呢。但是.....我要说但是了。以后人类说不定还真要造这样一个平台,在外太空。上世纪七十年代,英国有一个探测计划,去离太阳最近的恒星,有几个光年吧。计划最后放弃了。但是中间提到的在外太空发射几百吨重的飞船需要的两项技术,现在人类正在做。1,核聚变发动机,现在在建聚变反应堆研究相关技术。2,发射平台,因为飞船要带几百吨燃料,当时认为不可能从地球上发射,要到太空组装成型后发射。现在的国际空间站或许未来要成为这样的平台。人类是真的有想象力,在现实中也是。
难道这不是航天飞机么?
首先,用飞机发射的火箭已经有了——大鸟就是示意图上白色的那架关于“用齐柏林”发射,题主应该是说用大型飞艇发射(如果真是齐柏林,会爆炸,因为里面冲的是氢气而非氦气),的确从理论上来说,只要飞艇牢固,是可行的,但是这个大型飞艇要比齐柏林大的多,据本人初步估算,如果发射一枚100吨的火箭,用氦气飞艇发射,该飞艇直径达到20米,长度将过275米。
能量守恒定律告诉我们,那其实并不省燃料。
10000米那点高度对于火箭发射全过程简直没什么看的。而且徒增了很多技术麻烦。除非以后卫星和火箭都迷你化,用空中平台发射还是个好想法捏。说不定用弹弓都可以来一发。
用临近空间飞艇呢
主意不错,就可惜一 大波 飞机哭晕在厕所,表示运载火箭放在自己的身上飞不起来。在飞机上面带火箭/飞行器在空中飞行是可行的,例如B-52携带飞行器做进行高速飞行实验。但是火箭的主要目的就是为了向太空中运输各种物资和卫星,如果要是用飞机运输的话,成本也是很高的,而且经历运载、装载、飞机的起飞、大气的变化,会对火箭的可靠性要求会更大。本身火箭从躺着拼装到站着拼装就是为了提高可靠性和减少工作量,现在又要躺着飞(火箭工程师表示“你TM在逗我?”)……运输机的速度目前很难突破1马赫,更不要说第一宇宙速度,而火箭的一级发动机基本上就可以提供1马赫+的速度(这个真的是在瞎说,我真的只是说说),所以,火箭硕大的一级发动机还是不能省……,所以只要硕大的xx还是装在火箭上,那C-5、B-52之流继续哭晕在厕所,表示还是飞不起来。目前来看,一是飞机不够快,二是飞机不够大,所以,还是让火箭在地面点火吧
简单地说,对于飞机来说,这是又想要飞行高度又想要飞行速度的问题,上面空气稀薄,这点被楼主忽略了啊!这么做会让一件简单的事从可靠性到操作难度都会变复杂。原因其实前面的人都已经讲了 我在坎巴拉太空计划的真实太阳系MOD中试过用飞机运载火箭入轨,这能算切实体会过吗?1.操作难度大,又想高空又要速度(高空空气变稀薄 飞机的引擎效率降低),不在现有的技术、材料下挖尽余量到头来不一定划算多少。2.节省的燃料真的很少,飞机带出来的基本都是水平速度,高速水平移动之下想让火箭抬头来增加垂直速度,这里还是有空气的,抬头时空气阻力带来的对燃料的浪费和操作难度请脑补。3.目前真的只适合发射小型卫星,因为火箭的重量对于飞机的飞行高度来说真的很重、真的很重、真的很重,重复三遍,又想高空又要速度,那上面的空气太稀薄了!这点是最重要的!你想让飞机引擎熄火么亲?飞太低不是又达不到节省的目的了吗?飞艇就算了吧,飞越高浮力越少啊,火箭那么重你怎么不说啊亲!
小时候每隔一段时间经常看到那样的火箭轨迹。200公里外是西昌火箭发射中心。
实例是有的,HAAS三级火箭,采用过氧化氢-沥青固液混合火箭发动机,直径4米,长18米,重23.3吨,利用气球携带到高空发射,近地轨道运载能力400公斤。不过啊,从地面发射的运400kg的火箭也比这个奇葩大不了多少……
本人飞行器制造工程专业,表示完全不懂
火箭 那么大,你要用多大的飞机才能飞起来呀。这么大的飞机,维护成本可不便宜。火箭省下的燃料钱也不多。
这些不是想的那么简单的
已有帐号?
社交帐号登录
无法登录?
社交帐号登录在宇宙中能不能压缩气体?(压缩宇宙中的气体)_百度知道
在宇宙中能不能压缩气体?(压缩宇宙中的气体)
简单说没问题宇宙空间真真空物质浓度低低已绝0.关于压缩气体简单实验概用橡皮堵住(带针)注射器前端压塞程觉阻力逐渐变直完全推止宇宙做同事情没任何问题由于气体浓度低即使塞推底(塞内体积0)觉阻力所阻止前进更塞推已宇宙压缩气体没意义其物质氢原主其物质球都能找
那请问有没有类似火箭的航天器利用压缩气体来升空穿过大气层?
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其他2条回答
气体据目前科显示宇宙真空
那真空能不能压缩?装进压缩瓶中?
呃。。。理论上任何东西都能被,容纳。只是为什么要压缩真空?空间的奥秘,远比这五彩斑斓的多。
我认为压缩真空可以不需要燃料的飞行,,,,,,
那请问有没有类似火箭的航天器利用压缩气体来升空穿过大气层?
真空没有有机物,只有物质
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出门在外也不愁火箭需要多少速度才能冲破大气层和地球的地心引力?如题有知道的么?
只要一直有动力维持上升的状态,哪怕1m/s最终也能冲出大气层.速度是维持航天器在无动力时能不落回地球的条件.此时万有引力等于航天器绕地作圆周运动所需的向心力,航天器相对地面作水平飞行.我没玩过你说的游戏,火箭是持续加速的吧?加速不要太快,注意飞行高度和方向,100km高度时速度8km/s左右,然后开始向东转弯,250km高度时速度7.8km/s左右,水平向东飞然后关闭发动机就可以留在太空了.
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扫描下载二维码学得可以的来首先,在大气层以内的时候是火箭喷出的气体对周围空气一个力,空气反作用作为推力使火箭上升接着出了大气层,推力即为喷出的气体,喷出的气体反作用力推动火箭若是这样,那为什么在大气层以内的阶段不能按照出了大气层的阶段来判定?这是牛顿定律的相关问题,不要说动量守恒还有,别随便复制粘贴
不管在大气层内,还是层外,都是火箭和喷出的气体之间的相互作用力,使火箭产生动力上升的.在大气层内,恰恰由于火箭头部的空气阻力影响火箭的上升.如果喷出的气体对空气使力,空气反作用的力也应该作用在喷出的气体上,怎么会是火箭上升的动力呢?
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可以说是动量定理的应用:Ft=mv,v=Ft/m,F由喷气来提供。 不是这不是反作用力的问题,而是冲量问题。就像火箭(我记得高中物理书有这个例子
问题在于,这是在学牛顿定律时遇到的问题,所以我说,不要说动量守恒,用牛顿定律来说
扫描下载二维码这是个机器人猖狂的时代,请输一下验证码,证明咱是正常人~

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