隻要飛機的燃料足夠，飛機是否可以擺脫地球引力，飛入太空？

我們想得太美好了，其實無論飛機怎麼飛，都不會飛出地球的。原因倒不是因為飛機飛的太慢，而是因為飛機的飛行原理決定的。

飛機能夠飛行，主要是飛機飛行時通過機翼上表面和下表面時的空氣流速不一樣，引起到壓強差導緻的。空氣通過機翼上表面時流速大，壓強較小，通過下表面時流速較小，壓強大。因而此時飛機會有一個向上的合力，也就是飛機的升力。飛機在地面滑行時候，随着速度越來越快，機翼産生的升力不斷增大，直到大于飛機重力，飛機就可以克服地球引力飛上天空。

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升力的大小與飛機飛行速度越快、機翼面積有關。 飛機升力的精确計算很複雜，其的近似計算如下：

升力＝0.5*空氣密度＊速度^2＊參考面積＊升力系數，其中升力系數＝升力線斜率＊（迎角－零升力迎角）。

由此可見，飛機必須借助大氣才能飛行，簡單說就是利用大氣的壓力差獲得飛行動力，沒有大氣飛機就是一堆廢鐵，這也是飛機和航天飛行器的本質區别。所以，無論飛機怎麼飛都不可能離開地球，因為它不可能離開大氣層！

火箭的飛行原理與飛機不同，它是靠往後噴出的高速氣體，從而獲得的反作用力而飛行的。飛升過程無需大氣層産生浮力，而且大氣層還成為阻礙火箭升空的阻力。火箭氣體噴出得愈快，火箭前進的速度也就愈快。因此火箭要達到很高的飛行速度，除了要求有很高的噴氣速度，還需要攜帶大量的燃料。目前使用多級火箭，一來就是可以攜帶大量燃料，二來是在飛行過程中不斷減輕重量，燃燒完一級火箭就扔掉一級。

網上有些網友對于如何飛出地球有一個認知的片面性，認為隻有達到第二宇宙速度才能飛出地球。其實這是錯誤的認知，理論上隻要保持輸出動力（大于重力），即使蝸牛的速度也能飛出地球。但是如果你慢吞吞飛，飛出地球大氣層，就不知道要帶多少燃料了，要知道燃料的重量是占大頭的。

飛升過程關鍵是持續的施加超過自身重量的動力，一旦沒有動力，就會被地球的引力拉回來！如果你能不斷持續跳起來的動力，你也能跳出太空，可惜沒有，所以每次都被拉回地球。

達到第二宇宙速度（11.2公裡/秒），如果沒有空氣阻力的話，就可以不依靠任何動力飛出地球，依靠慣性就能行了！我們平時騎自行車，肯定有過這樣體驗。如果上一個小坡，上坡前隻要快速蹬幾下，達到一定的速就可以依靠慣性上坡，無需再提供動力。反過來也一樣，隻要你車技好，給出的動力足夠且持續，你慢吞吞的也能夠騎上坡！

你平時上坡是用吃奶的力氣慢慢蹬上坡，還是騎快點一口氣輕松沖過呢？這也就是火箭發射速度越來越快的原因，否則火箭可能得造個山頭那麼大才行。

火箭需要多大的速度才能一口氣沖出地球，飛進太空呢？假設火箭速度為V，質量為m，地球半徑R，質量M。火箭的出動能Ek=1/2mV^2 ，在R處重力勢能為Ep=GMm/R。火箭要想脫離地球，就必須使得Ek≥Ep，那麼火箭的速度V≥√2Gm/R才行，這也就是所謂的第一宇宙速度。

不過先不要開心，我們上面的計算是基于理想情況下。要知道地球還有大氣層呢，火箭起飛還要受到它們的阻力，而且速度越快，阻力越大。

火箭飛上太空，把人造衛星扔到軌道後不管，衛星為什麼能環繞地球長久運轉而不掉下來？這是因為人造衛星發射出去後，它以第一宇宙速度運行。這個速度可以抵消地球引力對它的作用（向心力），使衛星作勻速圓周運動，而不使它們落回地面。注意的是，這個速度隻需抵消地球對它的作用不掉下來，但是還不能完全掙脫地球引力，所以隻能繞地球運行。

由于衛星的運行軌道并不是完全真空，還有稀薄空氣的阻力。所以衛星運行時間長了，速度會漸漸減慢。如果沒有發動機增加動力，那麼衛星最後就會墜入稠密的大氣層，與空氣摩擦而燒毀。環繞地球飛行的人造衛星，都是用火箭把它攜帶到天空中去的。要達到7.9km/s的高速度，就必須使用多級火箭，從而讓衛星釋放時達到這個速度。

如果人造衛星大于11.2km/s的第二宇宙速度，那麼衛星就可以掙脫地球的引力，不再繞地球做圓周運動，從而成為圍繞太陽運行的人造行星。當衛星處于第一宇宙和第二宇宙速度之間速度飛行，也就是7.9km/s<V<11.2km/s，那麼衛星就會在不同的軌道圍繞地球運行。因此，不同軌道運行的衛星，它們的運行速度是不一樣的。

如果衛星要擺脫太陽的引力，飛出太陽系，進入星際空間，那麼速度必須達到11.2km/s，這也就是第三宇宙速度。同理，要飛出銀河系，進入更廣闊的宇宙空間，則需要更大的速度！天下武功，唯快不破。看來宇宙萬物，也是如此！

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