地球在自转:直升机空中悬停12小时后,就会出现地球另一边吗?

地球在自转,而且速度还不小,那么从理论上来看,只要直升机一直悬停着,那么它将会正在次经度对应的圆周上任何地方出现,只要等目的地到来,直接降落下去就行!但现实中却不能以这种模式环游地球。

地球自转速度有多快?

地球自转是傅科发现的,他巧妙的用傅科摆监测出了地球的自转,当然时间多久其实不用计算了,毕竟太阳东升西落的时间计个时就行,根据地球周长,大约24小时转一圈,那么就可以计算出地球自转的线速度了!

这个速度还挺快,在赤道地区时速度高达465米/秒,空气中的音速在1个标准大气压和15℃的条件下约为340米/秒。所以地球赤道自转线速度超过了音速将近1.4倍,这个速度极为可观!自从协和客机退役后,就再也没有客机超过音速了!而且除了F22以及J20外,少有战斗机可以长时间维持音速飞行,所以这个音速仍然是高山仰止般的存在!

当然地球上也不是处处速度那么高,两极点上速度0,速度按余弦分布,比如在南北纬度30度左右地方时将降低为402米/秒,南北纬度45度时为:328米/秒,60度时为232.5米/秒,77.5度时为100米/秒!

所以很多朋友经常假设性的问一个问题,如果地球突然停止自转会怎么样?其实这后果还挺严重的,因为地表物体都在以每秒从465米/秒到0的速度运动中,一旦停止,赤道地区的所有物体,包括地面都会飞起来,当然这个速度还不会飞离地球!另外一个严重后果是地壳会和地幔分离,火山喷发和地震即刻发生,到那时基本上就是地球毁灭了,站在北极点上不动也逃不过这场审判!

为什么悬停着无法到达地球另一端

地球自转那么快,直升机只要飞到高处悬停,过段时间降落下去就到达目的地,这看起来非常完美!但我们必须要理解一点的是,地球上所有物质,包括大气与水等都在地球自转运动下几乎同步运动,所以从地面上起飞后悬停的直升机其实和地面相对是静止的,因为它和地面在同步自转运动!

就像我们乘坐的高铁,速度可达300千米/小时,大约是83米/秒,一节高铁车厢大约在24.5米至27米之间(不同型号有一些差异),人跳起来大约能在空中停留0.8秒(乔丹的数据,普通人估计0.5S到顶了),假如按人跳起来后车在运动,人不运动,那么这0.8秒可以运动66米,也就是2.5节车厢!

但是谁都没看到在高铁上跳一下之后人就跑到2节半后车厢了,肯定是稳稳的落在原地,因为和和车厢之间是相对静止的!很多朋友认为这人跳的也太短了,停个半小时,肯定会移动的,其实如果允许的话,可以在高铁车厢放飞一架无人机,然后让它悬停看看,半小时后会不会在原地,除了气流会影响它以外,它肯定是不会跑到别地去的。

所以想要直升机在大气层中保持静止,那么首先就要让飞机从和地球运动的高速中静止下来,怎么操作呢?很简单,只要朝着地球自转方向飞,假如在赤道的话就是465米/秒,这个要求可不是一般的高,这么说吧,全世界的战斗机,能以这个速度长时间巡航的也屈指可数,超音速巡航和超音速战斗机是两回事,超音速巡航难度极高!

直升机飞行速度大约250千米/小时,折合大约69米/秒,直升机能跟上地球自转线速度的纬度是多少呢?大概纬度在80~81度的位置,早就在北极或者南极圈内!这里,直升机自西向东飞250千米/小时,大约就是所谓的悬停!

环游地球最省能源的方式

很显然这种方式其实就是现代飞行器出行的方式,无论到哪里都无法悬停达到目的,而是要切切实实的飞行,那么假如要环绕地球一圈,那种方式最快而且最节省燃料呢?

麦哲伦环球航行显然不行,太消耗时间了,卫星绕一圈几乎零消耗,但得花老多燃料先送它上天,所以这显然不是最节省能源的方式!

有一种几乎不消耗能源的环球航行,利用西风带和氦气球,因为在只要上升到8000-10000米,就会有一股稳定的环球气流,速度大约300千米/小时,这跟高铁时速差不多,二战时期日本就利用西风带将气球飘过太平洋轰炸美国,尽管这漫无目的,但造成的山火也确实让美国恼火不已!

这个西风带大约位于南、北半球的纬度35°~65°之间,范围很宽,随便找个地方,控制下高度即可到达此处,氦气球又无需补充,因此几乎可以零消耗环游全球!