缓慢提升高度到近地轨道(近乎真空状态),然后加速到第1/2/3宇宙速度,和从地面直接加速到第1/2/3宇宙速度的飞行器(空气阻力很大),耗能是否有较大差别?例如前一种节省很多燃料?

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4个答案
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fengfeixue0219植物分子生物学博士

2014-12-23 22:29
支持者: neozyzy puzzy bjlucy 小青

“缓慢提升”这一过程消耗的能量算不算呢?

这么说吧,轨道高度一致,速度一样,因此获得的势能和动能是一样多的。前一种情况下,若只考虑在轨道上获得速度(也就是动能)所需的能量,那当然少于从地面上发射到相应轨道的能量。但若算上“缓慢提升”所消耗的能量,那就得不偿失了。别忘了就是在空中悬浮不动也是需要消耗燃料的(但动能和势能都没有增加)。

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如果你能带着成吨的燃料和次级火箭飞到外层空间的话。。。当然是真空中加速省能量

因为真空中净力就是火箭的推力,做功是有用功

大气中净力等于推力减去阻力,有额外功

不过首先,你得带着燃料,成吨燃料,飞出去

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ZZ-ZZZ机械工程硕士研究生

2015-02-09 16:41

其实这是个很有意义的问题。火箭发射有一个叫做“gravity drag”“重力阻力/损失”的概念。这个gravity drag可以这么理解,就是火箭如果悬停在空中的话不断得在消耗能量但是完全没有增加动能和势能,缓慢得上升就是一部分损失于gravity drag一部分转换成动能,瞬间加速到轨道速度则是完全转换成动能和势能。但是当然随着速度加快空气阻力造成的损失就越来越大。所以现实中火箭发射都是经过计算得出一个折中的效率最高的发射轨迹。(当然如果缓慢上升不是靠火箭发动机而是太空电梯的话当然是先升上去然后加速划算)

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