為什麼在飛機上人不會失重，而到了飛船里人就會失重？

這是一個非常有意思的話題，其實現代失重的飛行訓練就是在飛機中完成的，執行這種始終訓練的飛機經過特種改裝，而且最關鍵的是飛行線路有特殊要求，否則就無法實現失重模擬了！

失重有幾種實現方式，一種是自由落體中會出現失重，另一種則是環繞地球的圓周飛行中，“離心力”和引力平衡的狀態，而飛機來模擬失重則是前者，它是如何實現的呢？

這不就是飛機墜毀了麼？完全不是，這是飛機在可控狀態下達到這個速度，當然為了達到可控的目的，飛機不可能垂直下降的，而是會飛出一個下降坡度來，而這個坡度是有要求的，無論這個坡度的角度幾何，但有一個要求，即垂直分量上的下降速度為地球的重力加速度，也就是9.8米/秒^2！

失重飛機進行的拋物線飛行線路圖

看起來是一個拋物線？至少有一段是的！由於飛機的氣動效能都不一樣，所以每種型號的飛機都有一個失重的最佳曲線，根據飛機的效能不一樣，失重時間模擬也並不一樣，當然還有更多的飛機根本就不適合這種任務。

為了保證足夠的訓練時間，對飛機的拋物線頂點高度是越高越好，因為垂直下降分量是一樣的，從它的定點高度就可以算出這架飛機最多能模擬多久失重了！比如上圖拋物線頂點是9300米，下降到8300米開始改為平飛！那麼其總的失重時間為：

t=√2h/g=14.29S

那麼加上上升段（在自由狀態下繼續上升到拋物線頂端的時間）的失重時間，理論課模擬時間為28.6秒，但實際時間一般都小於這個時間，比如上圖的拋物線即為A310 ZERO-G的飛行軌跡，它的總模擬失重時間為22S。

22秒的時間實在是夠短，但在這個時間中可以做很多事情了，比如體驗失重的感覺，還有在失重條件下做一些未來在太空失重條件下會操作的裝置與動作等，甚至還有練習吃飯！在現代航天中，失重訓練是每個航天大國的宇航員必經之路。

飛機上的失重我們瞭解過了，分別是上升的後半程和下降的前半程，利用的無非就是和重力加速度一致這種方式，那麼飛船呢，它又是怎麼來實現的？

國際空間站的生活

很多朋友都搞不清楚第一宇宙速度是怎麼算出來的，其實很簡單，即環繞地球的圓周運動產生的離心力和重力相等時的速度，即為第一宇宙速度，在地球表面（地球半徑按6370千米半徑計算），大約是7.9千米/秒！理論上只要地球自轉再快16倍，那麼只在地球赤道上的所有物體都在失重狀態下了！當然這不可能，要不然地球就散架了哈！

因此達到失重就是所有的衛星和飛船必須具備的，否則它就會掉下來，當然飛船獲得了這個失重的狀態，那麼在其中的乘員同樣也達到了失重條件！

所以日常航班上達不到這個7.9千米/秒，也沒有打算給各位飛一個零重力拋物線，因為各位買機票的錢似乎不太夠，而且飛機也沒有改裝，所以就洗洗睡吧！

在地球上製造失重的方式是非常有限的，除了飛機用拋物線軌跡飛出來以外還有如下幾種方式：

1、落管 2、落塔；

4、水下訓練 5、探空火箭；

7、平流層氣球

落管和落塔其實就是同一個方式，不同的是直接丟進落管的東西到最後是會被摧毀的，而在落塔中則不一樣，因為最後會有一個減速緩衝過程，但在落管中測試是就比較暴力了，比如液滴測試，或者其他不介意快速減速過程的，比如要測試在失重狀態下的某些感測器動作之類！當然測試時管子中需要真空狀態，否則多少會影響一些資料，不過以人體來感覺還是差不多的！

水下訓練則是人體在水中的浮力等於重力時的裝臺，一般這種狀態下會穿上模擬的宇航服，一來模擬太空工作環境，而來提供額外的浮力，比較笨重，最多隻能提供一些艙外工作的訓練，但事實上人體只是在水中處於浮力平衡的容器內，這個失重狀態跟人體無關，只是提供近似模擬。

探空火箭和平流程氣球，其實就是提供一個自由落體的環境，因為存在空氣阻力，所以總是會差那麼一點，但如果要求不高，那麼這種方式是比較好的，比如從40千米高度丟下，到地面的零重力支撐時間為：90S，當然存在空氣阻力，這個時間上是有差異的！

在這些模擬失重的方法中，水下訓練最節省成本的（但製造一個大水池也不便宜），然後是落管和落塔，再是平流層氣球，然後是拋物線飛機，最後是探空火箭，這個一次性的大玩具最貴了，飛機還可以用N次，不過是費點油！

說完了失重，再來說說重力怎麼製造？其實重力很容易被製造，難的是如何製造1g的重力，因為拿個大鐵球，它對你也有引力，你就能感覺到重力，但可惜這個引力太圍繞，如果要製造1g，那就需要像地球一樣的天體才能模擬出1g的重力來，當然這不可能，所以我們投機取巧了！

離心力來模擬重力，所以我們看到上世紀80-90年代的大型環形空間站是有原因的，因為將會轉動整個空間站，用以產生離心力來模擬重力，種花家計算過，如果要在人體舒適狀態下模擬的話，這個圓環至少需要220米直徑以上，轉速1.5-2圈，能模擬出比較舒服的重力環境！

因此這個條件下，國際空間站最大尺寸（算上太陽能電池）也不過110米，大約只有一半，所以想要實現有點難哦！

不過還有另一種模式比較簡單，直接以1g的加速度飛行，然後速度到極限了，再掉過頭來以1g的加速度減速，一直輪替，這種方式不介意飛行器大小，但極其耗費燃料，只有裝上了瑟爾發電機的飛船才可以哈！

我是雪松，我來回答你的問題：物體重量不僅來自物體本身自重還來自地球對物體引力，客機最高只能飛到一萬五千米，當然離不開地球的引力了。地球周圍有六十公里厚的大氣包裹，俗稱“大氣層” 如果飛出大氣層以外就是宇宙空間了，只有在宇宙空間裡才會脫離地球引力也就是失重了。

這個過程中物體會受到一個拉力，這個拉力始終指向圓心，也就是向心力，這個向心力F=mv²/r。m就是這個物體的質量，v是物體運動的速度，r就是這個園的半徑。由公式可知，當一個物體做圓周運動的半徑確定時，其速度越大，則向心力越大。

我們假設有一個人沿著地球的赤道跑一圈，那麼他就是在以地心為圓心，地球半徑r在做圓周運動。由於他跑得很慢，地球半徑很大，所以這個力F就很小，以至於他自己完全感受不到。可是，突然之間，他被超人附體了，跑的速度越來越快，超過了汽車，超過了高鐵，最後超過了飛機，達到了驚人的7900米每秒。

好了，這個時候v的平方除以r是多少呢？計算很簡單，大約是9.8，正好是地球的重力加速度。所以這個時候他的向心力就剛好等於他的自重了，他就感受不到地球對他的吸引力了，也就是題目所說的失重。

搞清楚了這些，那麼題主的3個問題就很好回答了。

1、飛機里人不會失重，飛船里人會失重，本質不是飛行的高低，而是飛行的速度。飛機速度大約只有第一宇宙速度的十分之一，失重只有1%，人體基本不會察覺到。而宇宙飛船的速度接近第一宇宙速度（由於飛船離地面有幾百公里，其做圓周運動的半徑要比地球半徑大一點，這個速度略小於第一宇宙速度），地球的引力剛好提供其做圓周運動的向心力，所以處於完全失重狀態。

3、上面已經回答了，這個距離跟速度相關，沒有一個臨界距離，不過若當距離地面高度為10倍地球半徑，也就是大約6.5萬公里時，就算不繞地球做圓周運動，其受到地球的引力也只有地面的1%。

飛機在兩萬米以內飛行沒有脫離地球引力當然不會失重了，飛船在幾十公里到幾百公里高度飛行引力少了很多所以會失重

問題雖然有趣，但是其實本質上還是概念混淆，飛機的速度跟飛船的速度能一樣嗎？而本題的關鍵就在與飛行器的速度。

由於地球本身不是一個正球體，無論是飛機還是飛船，其軌跡也無法保證是一個正圓。為了簡單起見，在這裡都認為飛機和飛船都保持正圓的軌跡執行，如下圖。

下面不得不上公式了。根據小學三年級就學過的勻速圓周運動，其速度與半徑之間存在著關係，如下。其中，G為萬有引力常量，M為地球質量，R為軌道半徑，v為速度。可見：半徑越大，速度越小。下式的前提是引力全部提供向心力，即完全失重。

所謂失重，指的是重力變小的一種情況。物體在運動過程中，由於加速度的產生，引起了物體重力減小。因此，失重的本質在於物體存在加速度。失重狀態下，人體感覺受地球引力變小了，人體往上飄。臨界狀態下，完全失重狀態就是太空漂浮的狀態，如下圖。

既然失重的本質在於加速度，而小學三年級就學過勻速圓周運動存在法向加速度，這個所謂的法向加速度就是指向圓心的加速度，如下圖。

假如飛機和飛船都是完全失重狀態，那麼由於飛機飛的慢，非船飛的快，飛機的軌道半徑應該比飛船的軌道半徑大的多。但是，由於飛機離地面近，飛機的重力並不是全部提供向心力，即不是完全失重。飛機的速度不夠，產生的法向加速度較小，無法讓飛機完全失重，只能部分失重。這個部分失重相對於自重而言太小，幾乎可以忽略。

實際上，飛機也是存在失重狀態的，只不過失重感太小。飛機的速度較小，而離地面又近，產生的法向加速度小，重力不足以全部提供向心力。而飛船則是速度和半徑都吻合，完全符合完全失重的狀態。

誰說飛機不會失重？

如果飛機失事了失去控制，開始自由落體，如果你在飛機上，馬上就能體驗到失重的感覺。失重，說白了就是自由落體！

當然正常飛行的飛機上你是不會感覺到失重的，決定是否失重的關鍵並不在於高度，而是在於速度。

聽說過牛頓大炮嗎？看下圖：

再高山上發射大炮，通常情況下炮彈是會落到地面上的，因為速度不夠快。但假設大炮能發射速度足夠快的炮彈（如今我們知道這個速度是宇宙第一速度），那麼炮彈就不會落到地面上，而是會環繞地球飛行。

但無論炮彈會不會落到地面上，其實炮彈都是一直在向地面墜落的，一直都有向地面墜落的趨勢，而墜落不代表一定會落到地面上，墜落的過程就是自由落體的過程，也就是失重的過程。

嚴格來講，我們從2米高的牆上跳下來的過程也是一種失重，只不過由於我們總是以非常明顯的地面作為參照物，所以很難感受到那真的是失重。

飛機的速度不夠快，遠遠達不到第一宇宙速度，說簡單的就是飛機沒有在做自由落體運動，有一個向上的力量支撐著飛機。而飛船完全是在做自由落體運動，注意自由落體並不代表垂直落向地面，正是因為速度的存在。