失重飞机是目前除空间站、空间实验室和载人飞船外,唯一可获得失重环境的载人飞行平台。
失重飞机通过连续的抛物线飞行,在机上产生重复的失重和超重环境,不用进入太空,就可以模拟月球重力和火星重力环境。
由于失重飞机可提供载人失重环境,并具有准备周期短、实验空间大,特别是支持航天任务型号产品和常规地面科学实验设备开展失重实验等优点,美国、俄罗斯、日本和欧洲长期利用它开展航天员训练、空间科学和应用研究、空间设备和技术验证等工作。近期也常常被用于电影特效拍摄、失重体验科教活动等。
飞机上的失重和超重环境是如何产生的?
失重可不是指失去重力哦,而是当物体处于失重状态时除了自身重力(地球引力)外,不会受到任何外界重力场影响,也就是说失去的是来自于其它物体的支撑而不是重力。
抛物线飞行产生失重
让我们来看一看失重飞机特有的抛物线飞行轨迹吧,也就是超重——失重——超重的反复循环:
抛物线飞行图示
失重飞机飞至约6000米高空后,驾驶员加速飞机至825千米/小时并拉起飞机至爬升状态,经历约20秒的1.8g的超重状态后,飞机爬升到50°角。
驾驶员迅速减小油门至平衡空气阻力大小,以580千米/小时的速度继续爬升,历时22秒的失重状态在这时开始。
到达最高点9000米左右高空后,飞行速度减至最小约370千米/小时并转为俯冲,当俯冲至42°角,结束失重。
驾驶员再次加速拉起飞机至平飞,即再次进入约20秒的超重状态,至完全平飞后准备下一次抛物线飞行。