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航空航天有哪些区别与联系(航空航天不一样)

航空航天有哪些区别与联系(航空航天不一样)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。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

航空航天有哪些区别与联系(航空航天不一样)(1)

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。

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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。

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飞机的受力分析

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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。

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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。

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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。

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本篇供稿:系统工程研究所

运 营:李沅栩

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