为什么火箭是沿着弯曲的轨迹升空？ _小知识

你注意到有关火箭升空路径的一个有趣的现象吗：火箭是沿着弯曲的轨迹升上天空，而并非是直线。这张图并不是错误的，相同的事情发生在火箭发射的每一个图片和视频中。这看起来似乎没有道理啊，火箭不是要升入天空吗？所以为什么不是直线上升，而是沿着一条抛物线呢？直线上升不是会更快到达吗？——这应该有某种原因，因为火箭科学家可是相当聪明的。
简短地说：因为火箭想使用尽可能少的燃料进入地球轨道。
为什么火箭垂直发射？
在空间技术的背景下，火箭是可以将人和物品送入太空的交通工具。理论上，它可以像一架飞机从跑道起飞，但这将需要改变许多当前的火箭设计，这种做法相当不经济。

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火箭拥有强大的发动机，使其具有巨大的向上推力，从而火箭能垂直起飞。发射后，火箭的爬升开始比较缓慢；但在爬升第一分钟之后，火箭速度达到惊人的1609公里/小时。
在空中飞行时，火箭由于空气阻力而失去了大量的能量，并且需要确保在其大部分燃料用尽时达到足够高的高度。这就是为什么火箭最初飞得很快，因为它需要在尽可能小的距离内穿过大气层最厚的部分。
为什么发射后火箭改变轨迹角度？
关于火箭轨迹的许多误解源自一个共同的假设：火箭只是想摆脱地球的引力并到达“太空”——虽然这在技术上并非错误，但这不够明确。
【为什么火箭是沿着弯曲的轨迹升空？】首先，你应该明白，太空并不是很远。如果你在高于地球上方100公里的地方飞行，那就已经是“在太空”了。如果你的飞行高度超过80公里，你就会获得“宇航员”的称号。跳伞运动员费利克斯·鲍姆加特纳（他拥有不用药物辅助、最高的垂直自由跳伞的记录）以 “太空跳跃”而著名，即使他只是从39公里的高度跳跃。

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因此，火箭并非只想到达“太空”火箭真正想做的是进入地球的“轨道”，实际上它们可以使用更少的燃料。
让火箭进入轨道
大多数火箭的主要目标是到达地球的轨道，并停留在那里。在地球的轨道上，地球引力足够高到使火箭不会漂到外太空。并且地球引力也足够低，使得火箭不必消耗大量的燃料。
为了进入轨道，火箭升空后开始倾斜，并逐渐增加这个倾斜角度，直到它到达绕行地球的椭圆轨道。话虽如此，达到一个合适的轨道是不容易的，要以牺牲大量燃料为代价，获得令人难以置信的水平速度——28968公里/小时（约每秒8公里）。这种优化航天器的轨迹，以使其获得所需轨迹的技术称为重力转弯或零升力转弯。

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这种技术提供了两个主要的好处：第一，它使火箭在其上升的早期阶段保持非常低的或甚至零迎角，这意味着火箭经受更少的空气动力学阻力。另一个好处是，它使火箭使用地球的重力，而不是自己的燃料，改变其方向。火箭因此节省的燃料可用于水平加速，以达到高速，并且更容易进入轨道。
简而言之，如果想要进入地球轨道，火箭必须在发射后将其轨迹弯曲。如果火箭不这样做，而是继续垂直上升，它将会到达一定高度后耗尽燃料，而且很有可能最终像石头一样落回地球。
文章首发：怪罗网

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