飛機為什麼不能飛向太空?自1687年牛頓發現萬有引力至今,人類早已實現了衝出地球飛向太空的夢想。但是,為什麼同為飛行器,火箭就能夠脫離地心引力在宇宙航行,而飛機卻只能飛行在萬米高空呢?
首先是速度問題,想要擺脫地球的強大引力,飛機的速度至少要達到第一宇宙速度。目前真正投入使用的最快的飛機是美國的SR-71偵察機,它的最高速度可達3.35馬赫合1.13千米每秒。
而美國秘密研製的X-43系列無人駕駛飛機,它的最高速度可以達到9.8馬赫合3.3千米每秒,創造了大氣層內飛機飛行的最快速度。但是他們距離第一宇宙速度7.9千米每秒仍舊有很遠的距離。
至於我們平時乘坐的民航飛機最高速度只有0.8馬赫左右,想讓它飛向太空,可謂是天方夜譚。但是如果拋開安全性,舒適性,經濟性等一系列要考慮的問題執意提高速度。飛機有希望衝破大氣層嗎?
我們在「模擬飛機駕駛」的遊戲中嘗試一下,就會發現當飛機上升至1.6萬米左右的高空時,就會發生失速狀況,開始下墜,這個便是飛機面臨的第二個問題空氣。飛機之所以能夠飛起來,依靠的是機翼上下產生的大氣壓強差。除此之外,飛機發動機內部的燃料燃燒也離不開氧氣的參與。而隨著飛行高度的增加,空氣密度也會不斷的減小,飛機的升力和推力都會受到極大的影響,最終失去控制。
因此,即使飛機的飛行速度再大,也無法飛向沒有空氣的太空。而與飛機的飛天原理不同,火箭使用的是噴氣式發動機,它的燃料在燃燒後會產生大量的高溫高壓氣體,將這些氣體以極高的速度從尾部噴出,便會產生巨大的反作用力,推動火箭上升。
再加上火箭自身攜帶了助燃用的氧化劑。因此,不論是在大氣層內飛行還是在太空飛行,它的高度都不會受到限制。既然如此,那能不能把火箭發動機和飛機結合起來呢?
其實早在上世紀50年代,美國就研發了搭載火箭發動機的X-15試驗機,它的飛行速度最高可達6.72馬赫可以飛下10.8萬米的高空,創造了載人飛機速度與升限的世界紀錄。但是火箭發動機的燃料消耗非常的可怕,只能維持80到120秒的飛行時間,剩餘的時間只能進行無動力的滑翔。
1979年4月22號,就像經歷了25年投資成本超過3億美元的高超音速研究發動機計劃宣告結束。雖然耗費了大量的時間和金錢,但也為美國的阿波羅登月計劃的成功奠定了基礎。