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  • 1 # 神州上卿

    大氣層內飛機飛行速度超過逃逸速度11.2km /m,會出現什麼情況?根據牛三定律,知道了“萬有引力”的存在。為了使航天器可以環繞地球、擺脫地球、脫離太陽系,科學家分別計算出了對應的需要的最小發射速度,分別為:第一宇宙速度、第二宇宙速度和第三宇宙速度。11.2km/m是第二宇宙速度,達到第二宇宙速度可以擺脫地球的束縛,但是,擺脫不了太陽的束縛。

    當大氣層內的飛機飛行速度達到第二宇宙速度,在理想情況下(不考慮空氣阻力,不考慮外殼耐熱,不考慮人為因素等),只要機頭不是朝向地球,飛機就會向遠離地球的深空飛去。雖然,11.2km/s是第二宇宙速度的臨界值,但是,飛機是在某飛行高度達到第二宇宙速度,所以,飛機在理想條件下完全可以擺脫地球的引力束縛。

    由於,飛機並未達到第三宇宙速度,所以,無法衝出太陽系。飛機的結局有很多種,有可能會被太陽直接捕獲,直接成為太陽的衛星。

  • 2 # 時空通訊

    大氣層內飛機飛行速度超過地球的逃逸速度11.2km/s會出現什麼情況?

    根據順序三種結局。

    一種是迅速解體。

    飛機是依靠空氣動力學設計的,依靠一個速度和空氣的抬升力而飛行,因此只能夠在有空氣的地方飛行。但空氣是有阻力的,因此飛得越快阻力就越大,克服阻力需要的能量就越大,燃料消耗也就越大。

    而飛行速度越快阻力越大,對飛機的構造牢固程度要求也就越高,所以飛機是無法飛得很快的,所有飛機都也不是根據這麼快來設計的。所以即便能夠飛得很快,結構就會承受不住而解體。

    現在我們來了解一下幾種飛機的飛行速度。

    一般客機速度在0.8馬赫左右,戰鬥機在1~2馬赫左右。馬赫數是速度與音速的比值,音速是指聲波在空氣中的傳播速度,聲波傳播是溫度越高越快,在1個大氣壓下15攝氏度傳播速度為340.3m/s,1225.08m/h,這就是1馬赫,音速的1倍。

    民航客機最快速度在900~1050km/h,但巡航速度很少飛這麼快,為了舒適和安全、經濟,一般速度控制在700~800km/h。民航開發過超音速飛機,如協和號,速度達到2馬赫,2600km/h,但由於安全性和經濟型原因,早就退役了。

    戰鬥機一般情況也就飛1000km/h左右,如蘇27、蘇30、殲10、殲11、F16、歐洲雙鳳等主流戰鬥機,速度都差不多。這些飛機在高空最大速度達到2馬赫多點,約2500km/h,平飛速度約1.1馬赫,巡航速度一般在0.8~0.9馬赫。

    但也有過幾款世界上最快的飛機,都是美國在上世紀開發帶有實驗性質的飛機,一種叫YF-12,最高速度可達3.35馬赫;第二種叫SR-71,又被稱為“黑鳥”,飛行高度達到30000米,最大的速度達到3.5倍音速;最厲害的一種叫X-15,採用的是火箭發動機,最高飛到10.8萬米,飛行速度達到6.72馬赫。即便這種頂級飛機,速度也不到2.3km/s,距離第一宇宙速度都遠著呢,而且這個速度迄今無有超越(見文頭圖)。

    我們平時偶爾會突然聽到巨大的爆裂聲,許多人認為是炸石的爆破聲,或晴天霹靂,其實不是,而是超音速飛機達到1馬赫的臨界點時出現的音爆聲。

    所謂音爆是物體執行速度接近音速時,會有一個音障,突破這個音障,空氣受到極度壓縮,而物體本身對這種壓縮無法迅速化解,就會在迎風面積累形成激波面,這是高度集中的聲學能量,這些能量傳到人類耳朵裡,就會聽到強烈的爆炸聲,這就是音爆。

    低空音爆會震碎玻璃窗戶,因此能量是很大的,飛機如果不堅固,會在這個時候解體。就更別說每秒11千米的速度了,這相當於33馬赫,任何飛機早就散架了。

    而且那些最快的飛機一般都是到達很高的高空,在空氣極其稀薄時才能夠達到高速,否則空氣的摩擦力就會燒燬飛機。

    這就是我要說的第二種結局:焚燬。

    在地表100km以內的高空,大氣濃密,速度過快物體就會與大氣分子摩擦發出高溫。宇宙飛船從太空返回時,需要減速,然後依靠地球引力拉拽下來,越來越快,每秒達到數千米。但不管怎樣這個速度也小於第一宇宙速度,即在每秒7.9km以下,即便這樣,大氣與飛船底部的摩擦會產生1600多度的高溫,把飛船包裹在火中。

    這幾分鐘是宇宙飛船返回時最危險的時刻,叫“黑障”時期,地面和飛船將失去聯絡。飛船在空氣的摩擦下,漸漸減速,越來越慢,終於火熄聯絡恢復。到達10000m高空時,速度只有200m/s了,這時飛船拋棄隔熱大底,返回艙的回收著陸系統開始工作,先後拉出引導傘、減速傘和主傘,使返回艙的速度緩緩下降,在距地面1米左右時,啟動反推發動機,使返回艙實現軟著陸。

    我們想想,如果一架飛機突然以每秒11.2km速度衝出大氣層,豈有不燒燬的道理?那麼有人問,火箭升空怎麼沒有燒燬呢?這是因為火箭發射是一個漸漸加速過程,在大氣層速度並不快。只有一級的火箭一般終極速度都達不到第一宇宙速度,所以現在發射航天器一般都採用多級火箭。一級火箭燃料耗盡時,火箭已經到達70公里以上的高空,空氣已經非常稀薄了,這時的速度一般只能夠達到4.5km/s,隨後二級火箭點火,速度越來越快,受空氣阻力摩擦影響就越來越小了。

    所以飛機不可能在大氣層濃密時達到每秒11.2km的速度,即便假設達到,也只有被焚燬的下場。

    三是假定有一艘怪異飛機達到11.2km/s的速度,會怎樣呢?

    這個飛機就必須有火箭發動機,有堅硬的外殼,這個外殼要比美國退役的太空梭還要牢固和抗壓抗高溫。

    因為太空梭只是在近地軌道約400km高空,來往於國際空間站,只要達到第一宇宙速度就可以了,這叫地球環繞速度;而11.2km/s的速度是第二宇宙速度,是脫離地球引力的速度。

    到達這個速度,就不會被地球引力羈絆了,而是飛出地球引力圈,飛過月球,飛向火星。這架飛機就不是飛機了,而是宇宙飛船了。宇宙飛船當然可以飛往火星,SpaceX公司就在研究飛往火星的飛船,其研究的龍飛船已經載人到國際空間站成功了。SpaceX公司的創始人兼CEO雄心滿滿,說要在未來不遠的時間裡,送100人到火星呢。

    這或許還是一個夢想,但馬克斯所有的豪言壯語都在一個個實現。不過所謂飛機超過11.2km/s會怎麼樣的說法就完全是毫無科學常識的扯淡了。

  • 3 # 參與的樂趣

    不會有什麼情況的,100公里以內為航空,以外為太空。飛機是靠空氣燃燒做動力的,太高了沒有空氣想上也不去,想假設都沒有用的,除非你不是飛機而是火箭,那就可以想象了,相當於自備空氣,別依賴空氣燃燒,飛機動力來至空氣產生升力,沒有空氣產生不了升力,還能做什麼,速度快了一時擺脫地球引力能比現在高一點,在高點就又下來了。

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