Сможет ли самолёт летать в космосе?
Отвечая на этот вопрос нужно для начала определиться с тем, что считать космосом, ведь одно дело — достичь формальной границы космоса в 100 км над уровнем моря, а совсем другое — хотя бы орбиты МКС.
Надо сказать, что ни один современный самолёт, используя подъёмную силу крыла, подняться на высоту даже в 100 километров не может. Плотность атмосферы быстро падает с набором высоты и очень скоро она становится просто недостаточной для создания подъёмной силы.
При этом не составляет большой сложности с помощью ракетных двигателей вывести самолёт на орбиту и затем использовать крылья посадить самолёт. Для этого потребуется специально сконструированный самолёт, но в целом это реализуемо.
Первым «космическим» самолётом стал гибрид самолёта и ракетоплана North American X-15. До высоты 8.5 км его поднимает обыкновенный самолёт (бомбардировщик B-52) после чего самолёт использует реактивные двигатели. Этот самолёт совершил несколько полётов на высоте выше 50 миль (80 километров), что по стандартам ВВС США считается границей космоса, а также дважды этот самолёт превысил высоту в 100 километров.
Однако если понимать под космосом хотя бы низкоземельную орбиту, то самолёта Х-15 будет уже недостаточно. Для этих целей было разработано (и разрабатывается в настоящее время) несколько орбитальных самолётов или космопланов.
К орбитальным самолётам относятся такие машины, как американский Space Shuttle и отечественный Буран, а также построенные частными компаниями SpaceShipOne, SpaceShipTwo, Boeing X-38 и др.
Если же мы ограничимся самолётами в привычном понимании этого слова. Т.е. самолётами, использующими воздушно-реактивные двигатели и подъёмную силу крыла, то, увы, ни один из них даже близко не смог бы приблизиться к границе космоса. Рекорд высоты принадлежит самолёту Lockheed S-71 Blackbird, который сумел подняться на высоту чуть меньше 26 километров.
26 километров — это очень высоко, но все же всё ещё внутри земной атмосферы. Без атмосферы ни один из обычных самолётов не сможет летать. Строго говоря, даже двигатели самолёта не смогут работать, так как воздушно-реактивный двигатель постоянно набирает воздух из атмосферы и использует его как часть реактивной массы. Крылья, разумеется, также не смогут создавать подъёмную силу.
Если каким-то образом любой современный самолёт окажется на орбите, то возможны три варианта. Если космический аппарат, который выведет самолёт на орбиту также придаст ему необходимую орбитальную скорость, то какое-то время самолёт будет вращаться вокруг Земли как искусственный спутник. Через некоторое время, впрочем, он сойдёт с орбиты и сгорит в атмосфере.
Если же скорость самолёта будет недостаточна, то независимо от действий экипажа самолёт упадёт на Землю и сгорит в атмосфере. Никакие действия пилотов вывести самолёт на контролируемое планирование, как делают шаттлы. Проблема в том, что самолёт успеет сгореть ещё до того, как атмосфера станет достаточно плотной, чтобы планирование было возможным.
Космопланы оборудуются специальным тепловым щитом, который принимает на себя львиную долю тепловой энергии и защищают корабль от перегрева. Обычный самолёт, не оборудованный чем-то подобным, будет обречен.
Ставьте палец вверх чтобы видеть в своей ленте больше статей о космосе и науке!
Подписывайтесь на мой канал здесь, а также на мой канал в телеграме . Там вы можете почитать большое количество интересных материалов, а также задать свой вопрос.
Источник
За пределами атмосферы: что будет, если пассажирский авиалайнер попытается отправиться в космос
Разбираемся, сможет ли Boeing 747 вылететь за пределы земной атмосферы.
«Если очень захотеть – можно в космос полететь!». Но удастся ли это сделать на пассажирском воздушном судне? Сидя в салоне и глядя, как самолет поднимается выше облаков, кажется, что до космоса – рукой подать.
В качестве примера рассмотрим Boeing 747 – дальнемагистральный двухпалубный авиалайнер. Что же будет, если его пилоты попытаются покинуть атмосферу Земли и отправиться бороздить просторы космоса?
При наилучшем раскладе пассажирский самолет просто достигнет своего потолка высоты (точки, где его максимальная подъемная сила компенсируется собственным весом авиалайнера), не будет подниматься выше и благополучно приземлится в аэропорту.
Для большинства самолетов максимальная высота полета составляет 12 км. При использовании самого консервативного подхода «космос» начинается на высоте 80 км над поверхностью Земли. Этим определением руководствуется НАСА – вполне надежный источник. Учитывая все это, выходит, что максимальная высота полета пассажирского судна и рядом не стоит с «высотой» космоса.
Другой вопрос – скорость. Пассажирский самолет просто не сможет развить достаточную скорость, которая позволит «выйти» ему на орбиту.
«Выйти на орбиту» значит, что объекту хватает скорости для противодействия гравитации. То есть ему нужно двигаться вперед быстрее, чем падать вниз. В свою очередь, орбитальная скорость зависит от высоты – чем выше поднимается объект, тем меньше сил гравитации тянут его вниз (согласно закону всемирного тяготения И. Ньютона).
К примеру, орбитальная скорость на Геостационарной орбите составляет около 11300 км/ч, а на более низкой орбите – скажем, которая находится на высоте 200 км – скорость будет достигать уже 27400 км/ч.
Поскольку максимальная скорость Boeing 747 составляет всего около 1130 км/ч, пассажирский самолет просто не сможет самостоятельно достичь показателя, близкого к орбитальной скорости. Он упадет на Землю – точно так же, как и любой другой объект, который движется со скоростью меньше орбитальной.
Поскольку Boeing 747 является воздушным самолетом с подъемом крыльев, для его работы требуется определенное давление воздуха. Чем выше судно поднимается в воздух, тем меньше становится воздушное давление. Это и ограничивает высоту полета. Ни один из существующих коммерческих самолетов не предназначен для полетов в «космос» в том виде, в котором он сконструирован.
Если взглянуть на воздушно-космические самолеты, они либо используют гибридную силовую установку, например самолет-носитель Virgin Galatic, либо ракетные двигатели. В любом случае турбовентиляторный двигатель, который установлен в пассажирских самолетах, просто не сможет создавать тягу на высотах, необходимых для выхода в космос. Даже на более низких, которые определены НАСА.
Пассажирские лайнеры летают за счет двигателей, которые создают достаточную тягу. Она, в свою очередь, поддерживает подъемную силу, создаваемую крыльями самолета. По мере того как судно будет подниматься выше, для поддержания этой подъемной силы будет оставаться все меньше и меньше воздуха. Следовательно, для удержания самолета на большей высоте требуется большая скорость. Замкнутый круг!
Уже на высоте около 13 км способность 747-го поддерживать подъемную силу практически сводится на нет – воздух в этой точке становится слишком разреженным, чтобы самолет мог продолжать набор высоты. Так что даже если отчаянные пилоты-экстремалы попытаются отправиться в космическое пространство на «Джамбо Джете», у них ничего не получится.
Самолет, который все-таки выйдет в открытый космос, скорее всего, будет с ракетным двигателем и уж точно не будет походить на Boeing 747. Вместо этого он будет выглядеть примерно так:
А если вы решите использовать турбовентилятор, то будьте готовы построить настоящий самолет-монстр, который поднимет ваш «космический корабль» на высоту 80 км
А если представить, что, несмотря на недостаточную скорость, самолету все-таки удастся выйти за пределы атмосферы? Все очень просто – двигатели будут испытывать недостаток кислорода и просто перестанут работать. Самолет остановится и упадет на землю. Мы уже не говорим о том, что, после того как он покинет атмосферу, из строя выйдут не только двигатели, но и пассажиры с членами экипажа. Думаем, не нужно объяснять, почему.
Так что становится очевидным: с какой бы стороны мы ни смотрели на этот вопрос, ответом на него будет твердое «нет». Пассажирский Boeing 747 не сможет хоть сколько-нибудь приблизиться к космосу – даже при самом сильном желании членов его экипажа.
Источник
Может ли самолет долететь до открытого космоса?
Совсем скоро полеты в космос станут гораздо доступнее. 29 июля компании Scaled Composites и Virgin Galactic продемонстрировали новую версию самолета для поднятия космического корабля в воздух – White Knight Two. Самолет является частью проекта Tier One, основанного одним из соучредителей компании Полом Алленом и призванного разработать корабль, который сможет два раза в неделю вывозить в космос 6 человек.
White Knight Two призван поднять на 20 километров космический корабль SpaceShipTwo. После этого корабль отсоединится от самолета и начнет подниматься в открытый космос самостоятельно. SpaceShipTwo способен совершать суборбитальные (не долетая до орбиты искусственных спутников Земли – прим. Дни. Ру) полеты. Согласно информации BBC, максимальная высота полета корабля составляет 135-140 км. Однако конструктор корабля Берт Рутан заявляет, что она равна 160-320 км.
Движение SpaceShipTwo проходит по параболической траектории. Немного не доходя до апогея траектории, корабль складывает крылья и хвост. После того как корабль спускается на определенную высоту, он снова принимает первоначальное положение крыльев и планирует до посадки.
На борту корабля размещается 8 человек: 6 пассажиров и два пилота. Дизайнеры Scaled Composites и Virgin Galactic создали видеоролик, демонстрирующий планируемый интерьер корабля. Посмотреть ролик, в котором нарисованные фрагменты переплетаются с кадрами полета предыдущей модели SpaceShipOne, можно на портале YouTube. Все рейсы планируется начинать и заканчивать на космодроме «Америка», расположенном в Нью-Мексико. Тесты корабля будут проводиться на аэродроме «Мавахо» в Калифорнии. Время полета составит два с половиной часа, из которых в невесомости корабль проведет 6 минут. Предшественник корабля SpaceShipOne, который поднимал в воздух самолет White Knight, находился в невесомости лишь три минуты. Продажей билетов на космические рейсы будет заниматься основанная британским миллиардером сэром Ричардом Брэнсоном компания Virgin Galactic. Как сообщается, компания выделит на постройку кораблей 100 миллионов долларов. Стоимость билета в космос составит 200 тысяч долларов, сообщает Popular Science. По прогнозам аналитиков, примерно через 200 проданных билетов цена снизится до 100 тысяч долларов, а через год после начала полетов упадет до 20 тысяч долларов с человека.
26000км.
Орбитальный самолёт ( система Спираль) выходил (вот был ли принят на вооружение? ) на орбиту земли.
Вывод можно сделать — орбитальный самолёт может :-(((
А самолёт НЕможет :-)))
Ну, смотря, что считать космосом. Следы атмосферы (земли) простираются на несколько ее радиусов. На высоте 1000-1500км она состоит из гелия и водорода, так что самолет (не ракета) в принципе там летать не сможет. Кстати, что за бред про высокое давление, космос не Марианский желоб, и в большинстве случаев давление в нем световое
Источник
почему самолет не может вылететь в космос? что такое разряженность воздуха?
Основных отличиев самолёта от ракеты два:
1) Самолёт для сжигания топлива использует кислород из атмосферы. Нет кислорода — топливо не горит, двигатель не работает. Ракета же тащит с собой и топливо, и окислитель.
2) Для полёта, самолёт использует подъёмную силу крыла, которая, естественно, может быть только когда это крыло обтекается воздухом достаточной плотности.
Поэтому летать в космосе самолёт не может.
Но! Вылететь в космос — может, по крайней мере, чисто теоретически: хорошенько разогнаться на двигателях и задрать нос вверх. Рано или поздно, двигатель заглохнет, но это уже не важно, до космоса доберётся уже баллистически, как хорошо брошенный булыжник.
Кроме того были и ракетные самолёты. От Messerschmitt Me 163 и до Х-15. Такие самолёты, по сути, — пилотируемые ракеты и могут взлететь так высоко, на сколько хватит топлива.
Кстати, этот Х-15 забирался на высоты и больше 100 км, т. е. пересекал «официальную границу» космоса.
единственная причина, по которой реактивный самолёт не может выйти в космос заключается в том, что его двигатель не будет работать без кислорода, который является окислителем горючего.
— самолёт не отталкивается от воздуха. он «отталкивается» от реактивной струи, которая образуется при сгорании топлива.
— самолёту не нужна подъёмная сила крыла. современные двигатели обладают такой тягой, что самолёт может лететь вертикально вверх, буквально как ракета.
мягко говоря вопрос не очень корректный.
современный самолет очень даже запросто может вылететь в космос, просто на данном месте надо очень четко оговаривать — какой именно самолет. на сегодняшний день многие истребитеди могут подниматься на высоты до 30-50 км, что вполне уже сравнимо с минимальными орбитами спутников (около 150-200 км)
а разряженность воздуха тут совсем все просто. что то надо брать за условную единицу — чтобы было с чем сравнивать, так вот за такую единицу принимают атмосферное давление на уровне море, что примерно равно1,01*10^5 Па. так что любое состояние воздуха при котором его давление будет МЕНЬШЕ этой единицы можно считать разреженным, например это можно наблюдать при подьеме на гору, чем выше высота этой самой горы, тем больше разница давлений и как следствие, больше разреженность воздуха.
еще один пример — средняя крейсерская высота современного пасажирского лайнера составляет 10 км, на этой высоте давление внейшней среды составляет примерно 0,1 атмосферы — так что разреженность на лицо.
Источник
Что если полететь в космос на самолете
Вы когда-нибудь задумывались почему для полета в космос требуются специальные ракеты? Почему нельзя сесть в обычный самолет и отправиться в межпланетное путешествие? Разберемся в этом материале что нужно для того, чтобы самолет оставался в воздухе и почему на них летают только в пределах нашей планеты.
Высота полета авиалайнеров
Насколько известно, гражданские пассажирские авиалайнеры летают на высоте примерно 10 километров. В зависимости от массы, размеров и мощности самолеты летают в диапазоне от 9 до 12 километров. Такая высота выбрана не случайно — именно на этих высотах воздушные судна расходуют меньше всего топлива при оптимальной скорости.
В авиации имеются специальные правила для направлений полета в разные стороны. Для самолетов, которые летят в направлении востока, юго-востока и северо-востока выбирается воздушный коридор от 9 до 11 километров. А для воздушных судов, летящих в направлении запада, северо-запада и юго-запада — от 10 до 12 километров.
Ниже 9 километров самолетам летать просто не выгодно, поскольку плотность воздуха на такой высоте слишком большая, чтобы поддерживать нужную скорость при оптимальном расходе топлива. Но почему бы тогда не взлететь выше 12 километров, где плотность воздуха очень низкая?
Двигатели
Причина заключается в том, что для работы турбореактивных двигателей самолета необходим воздух. Во время полета, турбины двигателя засасывают кислород, который смешивается с горючим, что в итоге при сгорании дает реактивную тягу. Воздух в данном случае играет роль окислителя, без которого процесс сгорания топлива будет просто невозможным. То есть без воздуха двигатели не будут работать и самолет не сможет лететь.
Космическим ракетам же воздух не нужен, поскольку в их топливе уже имеется окислитель, находящийся там как правило в жидком виде. При взлете ракета сжигает тонны топлива, поднимаясь ввысь за счет невероятно сильной реактивной тяги. Но что, если поставить на самолет ракетные двигатели? К сожалению, это невозможно, потому что самолет имеет совсем не предназначенную для полета в космос конструкцию. К тому же для ракетных двигателей необходимы огромные топливные цистерны. И даже прикрепив эти топливные резервуары, горючего хватит буквально на несколько минут.
Крылья
Самолет обладает крыльями именно по причине воздуха. Во время полета, воздух обтекает крылья, особая конструкция которых создает разность давления под и над крылом. Получается, что из-за высокой скорости воздух дает опору.
Когда поток воздуха врезается в крыло, то он разделяется на две части. По причине конструктивных особенностей, над крылом создается зона пониженного давления, а следовательно под крылом — повышенного. Именно эта разница и толкает самолет вверх. А следовательно, чем сильнее поток встречного ветра, тем сильнее подъемная сила.
Работу крыла можно продемонстрировать наглядным опытом. Для этого достаточно взять лист бумаги и начать дуть на его верхнюю часть в горизонтальном направлении. Таким образом создастся разность давления над и под листком и он примет положение в направлении потока воздуха.
Именно по этой причине самолеты не могут летать выше 12 километров — плотности воздуха просто не достаточно, чтобы огромный самолет мог оставаться «на плаву».
Гравитация
Поскольку в космосе нет воздуха, то там неоткуда взяться ни подъемной силе, ни окислителю для топлива. Но даже если опустить этот факт, пассажирский лайнер все равно не смог бы улететь от Земли. Всему причиной гравитация. Чтобы вырваться из гравитационных уз нашей родной планеты, потребуется разогнать скорость более чем в 40 раз превышающую максимальную скорость, например, самолета Боинг 747 .
Хоть космос и находится всего в ста километрах над нашими головами, попасть в него, как оказалось, не так уж и просто, тем более на самолете. А что думаете вы по этому поводу? Ждем ваши мысли в комментариях!
Источник