地球在自轉,而且速度還不小,那麼從理論上來看,隻要直升機一直懸停着,那麼它将會正在次經度對應的圓周上任何地方出現,隻要等目的地到來,直接降落下去就行!但現實中卻不能以這種模式環遊地球。
地球自轉速度有多快?
地球自轉是傅科發現的,他巧妙的用傅科擺監測出了地球的自轉,當然時間多久其實不用計算了,畢竟太陽東升西落的時間計個時就行,根據地球周長,大約24小時轉一圈,那麼就可以計算出地球自轉的線速度了!
這個速度還挺快,在赤道地區時速度高達465米/秒,空氣中的音速在1個标準大氣壓和15℃的條件下約為340米/秒。所以地球赤道自轉線速度超過了音速将近1.4倍,這個速度極為可觀!自從協和客機退役後,就再也沒有客機超過音速了!而且除了F22以及J20外,少有戰鬥機可以長時間維持音速飛行,所以這個音速仍然是高山仰止般的存在!
當然地球上也不是處處速度那麼高,兩極點上速度0,速度按餘弦分布,比如在南北緯度30度左右地方時将降低為402米/秒,南北緯度45度時為:328米/秒,60度時為232.5米/秒,77.5度時為100米/秒!
所以很多朋友經常假設性的問一個問題,如果地球突然停止自轉會怎麼樣?其實這後果還挺嚴重的,因為地表物體都在以每秒從465米/秒到0的速度運動中,一旦停止,赤道地區的所有物體,包括地面都會飛起來,當然這個速度還不會飛離地球!另外一個嚴重後果是地殼會和地幔分離,火山噴發和地震即刻發生,到那時基本上就是地球毀滅了,站在北極點上不動也逃不過這場審判!
為什麼懸停着無法到達地球另一端
地球自轉那麼快,直升機隻要飛到高處懸停,過段時間降落下去就到達目的地,這看起來非常完美!但我們必須要理解一點的是,地球上所有物質,包括大氣與水等都在地球自轉運動下幾乎同步運動,所以從地面上起飛後懸停的直升機其實和地面相對是靜止的,因為它和地面在同步自轉運動!
就像我們乘坐的高鐵,速度可達300千米/小時,大約是83米/秒,一節高鐵車廂大約在24.5米至27米之間(不同型号有一些差異),人跳起來大約能在空中停留0.8秒(喬丹的數據,普通人估計0.5S到頂了),假如按人跳起來後車在運動,人不運動,那麼這0.8秒可以運動66米,也就是2.5節車廂!
但是誰都沒看到在高鐵上跳一下之後人就跑到2節半後車廂了,肯定是穩穩的落在原地,因為和和車廂之間是相對靜止的!很多朋友認為這人跳的也太短了,停個半小時,肯定會移動的,其實如果允許的話,可以在高鐵車廂放飛一架無人機,然後讓它懸停看看,半小時後會不會在原地,除了氣流會影響它以外,它肯定是不會跑到别地去的。
所以想要直升機在大氣層中保持靜止,那麼首先就要讓飛機從和地球運動的高速中靜止下來,怎麼操作呢?很簡單,隻要朝着地球自轉方向飛,假如在赤道的話就是465米/秒,這個要求可不是一般的高,這麼說吧,全世界的戰鬥機,能以這個速度長時間巡航的也屈指可數,超音速巡航和超音速戰鬥機是兩回事,超音速巡航難度極高!
直升機飛行速度大約250千米/小時,折合大約69米/秒,直升機能跟上地球自轉線速度的緯度是多少呢?大概緯度在80~81度的位置,早就在北極或者南極圈内!這裡,直升機自西向東飛250千米/小時,大約就是所謂的懸停!
環遊地球最省能源的方式很顯然這種方式其實就是現代飛行器出行的方式,無論到哪裡都無法懸停達到目的,而是要切切實實的飛行,那麼假如要環繞地球一圈,那種方式最快而且最節省燃料呢?
麥哲倫環球航行顯然不行,太消耗時間了,衛星繞一圈幾乎零消耗,但得花老多燃料先送它上天,所以這顯然不是最節省能源的方式!
有一種幾乎不消耗能源的環球航行,利用西風帶和氦氣球,因為在隻要上升到8000-10000米,就會有一股穩定的環球氣流,速度大約300千米/小時,這跟高鐵時速差不多,二戰時期日本就利用西風帶将氣球飄過太平洋轟炸美國,盡管這漫無目的,但造成的山火也确實讓美國惱火不已!
這個西風帶大約位于南、北半球的緯度35°~65°之間,範圍很寬,随便找個地方,控制下高度即可到達此處,氦氣球又無需補充,因此幾乎可以零消耗環遊全球!
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