【 航天 航空 宝图】
图表轴线
1. 纵轴(Y轴):代表离地高度,单位为公里(km),以对数标尺表示,范围从地面(1 km)到10⁶ km以上,涵盖从地球大气层到深空的范围。
2. 横轴(X轴):代表飞行速度,单位为相对地球的速度(km/s),也采用对数标尺,从亚音速到接近光速。
图表的主要分区
1. 大气飞行(AERODYNAMICS)
包括亚音速(Subsonic Flight)、超音速(Supersonic Flight)、高超音速(Hypersonic Flight)。
蓝色和红色区域分别表示最大动压(Max Dynamic Pressure)和最大加热效应(Max Heating)。
与大气层密切相关,限制条件如声速障碍、气动加热和热障效应显著。
2. 外气层飞行(EXO-ATMOSPHERIC FLIGHT)
位于卡门线(Kármán Line,约100 km)以上。
主要是亚轨道飞行(Suborbital Velocities),比如火箭发射和ICBM飞行。
3. 轨道飞行(ORBITAL FLIGHT)
速度达到第一宇宙速度可以进入地球轨道。
包括低地球轨道(LEO)、中地球轨道(MEO)和地球同步轨道(GEO),具体轨道高度和速度关系均有标注。
4. 深空探测(ASTRONAUTICS)
达到第二宇宙速度可实现地球逃逸,进入行星际轨道。
达到第三宇宙速度可实现太阳系逃逸。
5. 星际飞行(INTERSTELLAR FLIGHT)
速度接近光速(0.3% 光速)时可以实现星际旅行。对应超高能量要求,位于图表最右上方。
特殊标注
曲线和箭头:表示典型飞行路径,如霍曼转移轨道、逃逸轨道等。
标志性速度:
第一宇宙速度:7.9 km/s
第二宇宙速度:11.2 km/s
第三宇宙速度:16.7 km/s
典型飞行器:标注了人造卫星轨迹、ICBM(洲际弹道导弹)顶点等。
总结
此图是航空航天工程的关键参考,结合了空气动力学(大气层内飞行)和宇宙动力学(大气层外飞行)。它有助于理解飞行器的速度-高度关系、能量需求和轨道设计,是设计飞行任务和评估技术性能的重要工具。
Credit: Javier Urzay