为什么航天需要垂直发射？（出大气层 地面发射）?
想象一下，你站在一片平坦的开阔地上，手里拿着一个氢气球。你想让这个气球飞得尽可能高，而且还要把它送到一个很远很远的地方。你会怎么做？
你可能会试着直接把它往天上推，对吧？就像我们平时玩气球一样，给它一个向上的力，它就飞起来了。航天器也是类似的道理，只不过它的“推力”是来自发动机产生巨大的能量。
那么，为什么要去“垂直”发射呢？这背后其实隐藏着几个非常关键的原因，就好比我们给气球“往上”送，是为了让它避开地面上的障碍物，并且能够更有效率地进入一个全新的高度空间。
1. 逃离地球引力的牢笼：最直接的理由
地球是个大磁铁，它牢牢地吸引着我们，也吸引着航天器。要想摆脱这个引力的束缚，让航天器进入太空轨道，就需要一个强大的向上的力来对抗它。
对抗重力，效率最高： 如果你想把一个东西从地面搬到天上，最直接、最省力的方法就是把它向上举。同样，航天器最需要克服的就是垂直方向上的地球引力。垂直发射，就是将发动机的推力最大限度地对准这个最需要克服的方向，从而用最少的燃料和能量实现最快的爬升。
你可以想象一下，如果你不是垂直发射，而是倾斜着发射，一部分推力就会被浪费在“推着”航天器横向移动，而不是专注于摆脱引力。这就像你想爬山，但你却斜着往山坡上推一块石头，你一部分力气是在把它往上推，另一部分力气却是在把它往旁边推。垂直发射，就是把所有力气都用来向上“拔”自己。
2. 避开大气层的阻力：快速进入“清净之地”
地球周围有一层厚厚的大气层，里面有空气，有风，还有各种密度变化。这些都会对高速飞行的航天器产生巨大的阻力。
穿过大气层，越快越好： 就像你骑自行车，速度越快，感受到的风阻就越大。航天器在穿过大气层时，速度会越来越快，空气阻力也呈指数级增长。如果发射过程中有不必要的横向运动，航天器需要在低层大气中花费更多的时间，承受更大的阻力。
垂直发射，缩短穿越时间： 垂直发射能够让航天器以最快的速度、最直接的路径穿过大气层，从而尽可能地缩短它暴露在大气阻力下的时间。这样可以节省宝贵的燃料，并且减少对航天器结构的压力。
你可以想象，如果你要穿过一片浓雾，你是希望快速地一步跨过去，还是小心翼翼地在里面慢慢摸索？垂直发射就像是快速“钻”出大雾，而有角度的发射可能让你在雾里兜圈子。
3. 达到轨道速度：一次性解决“向上”和“向前”
航天器之所以能绕着地球转圈，而不是直接掉下来，是因为它在太空中获得了一个非常高的“水平”速度，也就是我们常说的轨道速度。这个速度非常关键，它能让航天器的惯性（继续向前飞的趋势）恰好抵消地球的引力（把它往下拉的趋势）。
垂直爬升后转向： 实际上，航天器并不是一直垂直向上飞的。它们通常会先垂直上升一段距离，达到一定高度，让发动机推力主要用于克服重力和大气阻力。然后，在进入稀薄的大气层或接近太空时，火箭会逐渐调整姿态，开始向水平方向加速，直到达到所需的轨道速度。
分阶段加速，更有效： 先垂直爬升，是为了最快地进入空气稀薄的高空，减少阻力，并为后续的水平加速创造有利条件。一旦进入太空，大气阻力几乎消失，这时火箭可以更有效地利用发动机推力来增加水平速度，实现轨道机动。
这就好比你要把一个网球打到很远的地方。你先用尽全身力气把它向上抛高（克服重力），等它到达最高点开始下落时，你再用球拍在最合适的时间、最合适的角度把它“抽”出去（获得水平速度）。火箭的发射过程也有点类似，先“向上爬”，再“向侧面跑”。
4. 简化地面操作与安全：从“那里”开始，而不是“这里”
地面发射设施需要能够承受巨大的推力，同时还要保证人员和设备的安全。
减少对发射台的复杂要求： 垂直发射只需要一个相对简单的发射台来支撑航天器，并提供燃料和电源。如果需要倾斜发射，那么发射台就需要非常复杂的转向和支撑结构，这会大大增加工程难度和成本。
安全考量： 如果火箭发生故障，垂直发射意味着火箭会相对垂直地坠落，对周围区域的影响范围可能比倾斜发射更可控。当然，现代火箭发射都有复杂的安全规程和紧急处理预案。
想象一下，如果你的起跑线不是直的，而是弯弯曲曲的，你想要跑得快，就得克服更多的“拐弯抹角”的阻力。垂直发射提供了一个最“直截了当”的起跑线。
总结一下，就像给气球送上天一样，我们之所以要“垂直”发射航天器，主要有以下几个原因：
最直接高效地对抗地球引力。
最快速地穿过大气层，减少空气阻力。
为后续获得轨道速度打下基础，实现最有效的加速过程。
简化地面设施，提高发射的稳定性和安全性。
所以，每一次火箭的垂直升空，都是一场精妙的物理计算和工程技术的完美结合，它让人类得以突破地球的束缚，去探索更广阔的宇宙。这可不是随随便便的“向上”一下就行的，它是一个系统而又高效的过程。
你可能会试着直接把它往天上推，对吧？就像我们平时玩气球一样，给它一个向上的力，它就飞起来了。航天器也是类似的道理，只不过它的“推力”是来自发动机产生巨大的能量。
那么，为什么要去“垂直”发射呢？这背后其实隐藏着几个非常关键的原因，就好比我们给气球“往上”送，是为了让它避开地面上的障碍物，并且能够更有效率地进入一个全新的高度空间。
1. 逃离地球引力的牢笼：最直接的理由
地球是个大磁铁，它牢牢地吸引着我们，也吸引着航天器。要想摆脱这个引力的束缚，让航天器进入太空轨道，就需要一个强大的向上的力来对抗它。
对抗重力，效率最高： 如果你想把一个东西从地面搬到天上，最直接、最省力的方法就是把它向上举。同样，航天器最需要克服的就是垂直方向上的地球引力。垂直发射，就是将发动机的推力最大限度地对准这个最需要克服的方向，从而用最少的燃料和能量实现最快的爬升。
你可以想象一下，如果你不是垂直发射，而是倾斜着发射，一部分推力就会被浪费在“推着”航天器横向移动，而不是专注于摆脱引力。这就像你想爬山，但你却斜着往山坡上推一块石头，你一部分力气是在把它往上推，另一部分力气却是在把它往旁边推。垂直发射，就是把所有力气都用来向上“拔”自己。
2. 避开大气层的阻力：快速进入“清净之地”
地球周围有一层厚厚的大气层，里面有空气，有风，还有各种密度变化。这些都会对高速飞行的航天器产生巨大的阻力。
穿过大气层，越快越好： 就像你骑自行车，速度越快，感受到的风阻就越大。航天器在穿过大气层时，速度会越来越快，空气阻力也呈指数级增长。如果发射过程中有不必要的横向运动，航天器需要在低层大气中花费更多的时间，承受更大的阻力。
垂直发射，缩短穿越时间： 垂直发射能够让航天器以最快的速度、最直接的路径穿过大气层，从而尽可能地缩短它暴露在大气阻力下的时间。这样可以节省宝贵的燃料，并且减少对航天器结构的压力。
你可以想象，如果你要穿过一片浓雾，你是希望快速地一步跨过去，还是小心翼翼地在里面慢慢摸索？垂直发射就像是快速“钻”出大雾，而有角度的发射可能让你在雾里兜圈子。
3. 达到轨道速度：一次性解决“向上”和“向前”
航天器之所以能绕着地球转圈，而不是直接掉下来，是因为它在太空中获得了一个非常高的“水平”速度，也就是我们常说的轨道速度。这个速度非常关键，它能让航天器的惯性（继续向前飞的趋势）恰好抵消地球的引力（把它往下拉的趋势）。
垂直爬升后转向： 实际上，航天器并不是一直垂直向上飞的。它们通常会先垂直上升一段距离，达到一定高度，让发动机推力主要用于克服重力和大气阻力。然后，在进入稀薄的大气层或接近太空时，火箭会逐渐调整姿态，开始向水平方向加速，直到达到所需的轨道速度。
分阶段加速，更有效： 先垂直爬升，是为了最快地进入空气稀薄的高空，减少阻力，并为后续的水平加速创造有利条件。一旦进入太空，大气阻力几乎消失，这时火箭可以更有效地利用发动机推力来增加水平速度，实现轨道机动。
这就好比你要把一个网球打到很远的地方。你先用尽全身力气把它向上抛高（克服重力），等它到达最高点开始下落时，你再用球拍在最合适的时间、最合适的角度把它“抽”出去（获得水平速度）。火箭的发射过程也有点类似，先“向上爬”，再“向侧面跑”。
4. 简化地面操作与安全：从“那里”开始，而不是“这里”
地面发射设施需要能够承受巨大的推力，同时还要保证人员和设备的安全。
减少对发射台的复杂要求： 垂直发射只需要一个相对简单的发射台来支撑航天器，并提供燃料和电源。如果需要倾斜发射，那么发射台就需要非常复杂的转向和支撑结构，这会大大增加工程难度和成本。
安全考量： 如果火箭发生故障，垂直发射意味着火箭会相对垂直地坠落，对周围区域的影响范围可能比倾斜发射更可控。当然，现代火箭发射都有复杂的安全规程和紧急处理预案。
想象一下，如果你的起跑线不是直的，而是弯弯曲曲的，你想要跑得快，就得克服更多的“拐弯抹角”的阻力。垂直发射提供了一个最“直截了当”的起跑线。
总结一下，就像给气球送上天一样，我们之所以要“垂直”发射航天器，主要有以下几个原因：
最直接高效地对抗地球引力。
最快速地穿过大气层，减少空气阻力。
为后续获得轨道速度打下基础，实现最有效的加速过程。
简化地面设施，提高发射的稳定性和安全性。
所以，每一次火箭的垂直升空，都是一场精妙的物理计算和工程技术的完美结合，它让人类得以突破地球的束缚，去探索更广阔的宇宙。这可不是随随便便的“向上”一下就行的，它是一个系统而又高效的过程。
网友意见
航天不是必须垂直发射，但大型液体燃料火箭倾斜或水平发射会降低效率，并根据切向上的受力状况和结构造成危险。垂直发射不止是为了尽快脱离稠密的低空大气，还因为你的火箭在设计时要尽可能多装一点燃料、少带一些死重，在相同技术条件下火箭越大横向受力时越脆弱。液体燃料火箭加注燃料后自重巨大，所谓“发射窗口”的重要条件之一便是侧风不大于阈值。而且火箭发射架的规模与复杂程度是随着火箭增大而增大的，一个很大规模、倾斜构造的发射架自身是不安定因素。
小一些的固体燃料火箭就可以斜着上去了。日本M-V火箭的发射架就是倾斜的，7次发射成功6次，包括隼鸟一号小行星探测器。该火箭于2006年退役。
M-V正常发射斜着起飞：
M-V不正常的时候是这样的：
这对弹道导弹也是适用的。短程弹道导弹斜着、横着出去都很正常，中程弹道导弹大多是垂直发射，陆基洲际弹道导弹都是垂直发射。
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