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1 # 牛虻2025
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2 # 航天面面觀
如何區分“航空”“航天”“臨近空間”這幾個概念呢?這就不得不提到“大氣層”。地球表面有相對稀薄的一層混合氣體,由78%氮氣,21%氧氣,少量二氧化碳和水汽構成。受重力影響,這些氣體均勻分佈在地球表面,我們稱之為大氣層。簡單來講,所謂“航空”,就是人類在地球大氣層中的活動,所使用的飛機、直升機、飛艇和氣球等飛行器統稱為“航空器”。所謂“航天”,就是人類衝出地球大氣層,到宇宙太空中去活動,即宇宙航行。它所使用的是航天器及其運載火箭。航空和航天到底以什麼為界限呢?目前國際上觀點不一,還沒有非常明確的劃分,但為了有一個相對通用的標準,國際航空聯合會定義了一個概念——卡門線(Kármán line) 把卡門線作為大氣層和太空的界線,高度為100公里。卡門線外為太空。該線以西奧多·馮·卡門(Theodore von Kármán,錢學森的老師)命名。這個概念被定義後,國際上慢慢就接受了這一概念,現在成為了一種標準,很多搞航天的公司都把自己的飛行器越過卡門線作為基準,在報道時也會重點提及這條100公里的高度線,以此來證明自己有能力搞航天。
各國一般按照大氣層區分,航空是大氣層內,航天是大氣層外。
簡單區分就是航空生產飛機,航天生產火箭。具體到咱們國家,原來有航空部、航天部,二者曾經合併為航空航天部,目前都是工信部、科工委下面的國企公司了。
航空生產飛機、部分小型導彈,比如空對空的。航天生產火箭、戰略導彈、戰術導彈等。
1、飛行原理不同
長二F運載火箭升空。
航天器依靠火箭動力飛行,火箭自帶燃燒劑和氧化劑來提供動力。飛行原理依據牛頓第三定律,即作用力和反作用力原理。而航空器應用吸氣發動機提供推力,只自帶燃燒劑,氧化劑來自於吸收空氣中的氧氣。並且,飛機、直升機等航空器還是依靠空氣動力克服自身重力升空的。
2、飛行速度不同
為了克服和擺脫萬有引力的作用,航天器需要達到足夠的速度才能夠實現太空飛行。
要衝出大氣層,理論上必須達到7.9km/s的第一宇宙速度;擺脫地球引力進入太陽系,理論上必須達到11.2km/s的第二宇宙速度;要擺脫太陽引力進入銀河系必須達到16.6km/s的第三宇宙速度。而航空器的速度就低得多,現代飛機最快速度將近10馬赫(一馬赫即一倍音速),取音速為340m/s,計算下來最快飛行速度大約為3.4km/s,和第一宇宙速度比起來還是有很大差距的。
3、工作時限不同
旅行者1號”(Voyager 1)探測器。
航天器在軌可持續工作時間很長。比如“旅行者1號”(Voyager 1),1977年升空,如今已經飛行了41年了,距地球距離達到了200多億公里,成為飛得最遠的人造航天器。航空器呢,它的活動範圍和工作時間則很有限,如飛機的最長飛行時間不超過一晝夜,航程最大約20000km。
4、升降方式不同
航天器的發射,一般由運載火箭垂直升空完成。在發射過程中,運載火箭要轉向、逐級脫離並送航天器入軌。
神舟飛船升空返回飛行過程示意圖。返回時,航天器必須經歷離軌、過渡、再入和著陸四個階段,難度遠遠高於航空器的降落。航空器以飛機為例,它的升空是從地面到安全高度的一個加速的運動過程,降落時需要經過下滑和著陸,困難程度大大小於航天器。