为什么上千公里洲际导弹可以几分钟到达，飞机不可以呢？
您这个问题提得相当有趣，涉及到物理学和工程学上的一些核心原理。简单来说，洲际导弹之所以能以惊人的速度在几分钟内飞越上千公里，而飞机却不行，根本原因在于它们的飞行方式、动力系统以及所处的飞行环境截然不同。
咱们就来好好拆解一下，看看这中间到底有什么门道。
1. 飞行方式与目标环境的根本差异
洲际导弹： 它们的设计目标是在弹道末端高速穿越大气层，甚至直接攻击距离地球表面相当远的大气层外空间，然后再以极高的速度俯冲下来命中目标。你可以想象成一个被远远抛出去的石头，只不过这个“石头”由极其强大的火箭推进，并且在太空中滑翔了一段距离。导弹的整个飞行过程是为了追求速度和打击效率，它不需要考虑载人舒适度、燃油经济性或者在大气中长时间保持稳定。
飞机： 飞机的设计目标是在大气层内，利用机翼产生的升力来克服重力，从而实现持续的、可控的飞行。它们需要在大气中“站稳脚跟”，依靠空气动力学原理工作。飞机的速度受到空气阻力、机翼升力限制、发动机推力以及结构强度的多方面制约。它们是为了运输、侦察、观赏等目的，追求的是安全、经济、平稳的飞行体验。
2. 动力系统的天壤之别
洲际导弹： 导弹的核心动力是其强大的火箭发动机。火箭发动机不依赖外界空气，它将储存的推进剂（燃料和氧化剂）在燃烧室中进行剧烈燃烧，产生巨大的高温高压气体，然后通过喷管高速喷射出去。根据牛顿第三定律（作用力与反作用力），产生强大的推力。
特点：
极高的推重比： 火箭发动机能够在短时间内产生巨大的推力，远远超过自身重量，这是实现极速加速的关键。
不依赖空气： 可以在大气层外工作，这是其能够进入太空并以抛物线或更复杂的弹道飞行的根本。
一次性使用（大部分）： 火箭发动机在设计上往往追求极致的性能，而不是长时间的耐久性，这意味着它们可以燃烧大量推进剂，以获得短暂的、爆发性的速度。
多级火箭： 洲际导弹通常采用多级设计。每当一级火箭燃料用尽后，就会被抛弃，减轻了导弹的总重量，使得后续的火箭能够以更小的力加速更轻的载荷，进一步提升速度。
飞机： 飞机主要依靠喷气发动机（涡轮风扇发动机、涡轮喷气发动机等）或螺旋桨发动机。这些发动机的工作原理都需要吸入外界空气：
喷气发动机： 吸入空气，压缩、燃烧，然后高速排出高温气体产生推力。虽然它们也能产生相当大的推力，但与火箭发动机相比，推重比通常较低，而且其效率在大气层内最优，在稀薄的高空或真空环境下性能会急剧下降。
螺旋桨发动机： 通过旋转的螺旋桨搅动空气，产生向前的推力。这种方式的效率在较低速度下较高，但在超音速领域则难以胜任。
3. 飞行速度的上限与限制
洲际导弹： 导弹在助推段会以非常快的加速度爬升，进入大气层顶端甚至太空。一旦离开了稠密的大气层，空气阻力几乎可以忽略不计。此时，它们主要依靠惯性滑翔，速度可以维持在很高的水平。末端再入大气层时，由于其结构设计能够承受巨大的气动加热和压力，加上高速，可以迅速降低高度。洲际导弹的速度可以轻松达到马赫数20以上（大约是音速的20倍）。
主要限制： 如何让导弹结构在承受巨大的惯性力和再入大气层时的冲击、高温而不解体，这是巨大的工程挑战。
飞机： 飞机的速度受到多种因素的严格限制：
空气阻力： 速度越快，空气阻力呈平方甚至更高次幂增长。克服巨大的空气阻力需要极其强大的推力，而飞机的设计又需要平衡推力与结构强度。
机翼升力： 飞机需要在大气中产生升力来维持飞行。升力与迎角、空速和空气密度有关。速度过快，过大的升力会给机翼带来巨大的应力，甚至可能导致机翼失速或结构损坏。
发动机性能： 飞机发动机的性能有其工作范围和效率极限。虽然有超音速飞机，但其速度通常也就在马赫数23左右（如SR71“黑鸟”）。再往上，发动机设计、材料以及气动热力学问题会变得极其复杂和难以克服。
气动加热： 飞机以超高速度在大气中飞行时，空气分子会因为剧烈摩擦而被压缩和加热，导致飞机表面温度急剧升高，远超现有材料的承受极限。这是目前飞机速度的最大瓶颈之一。
飞行控制： 在如此高的速度下，飞机的操纵性会变得非常差，微小的控制输入都可能导致巨大的反应，需要非常精密的控制系统。
4. 飞行环境与弹道
洲际导弹： 它们通常采用弹道式飞行。在助推段达到最大速度后，会短暂进入大气层外（亚轨道），然后根据重力加速度进行一段无动力滑翔，最后再入大气层命中目标。这就像是将一个物体抛到极高的高度，它会在重力作用下划出一道优美的抛物线（或者更复杂的弹道）。
飞机： 它们始终在大气层内，依靠持续的发动机推力和机翼提供的升力来维持飞行状态，实现水平或爬升/下降的飞行轨迹。
为什么“几分钟”就能到达？
这里要强调的是，“几分钟”到达上千公里是指导弹的末端攻击阶段，或者说是总行程中效率最高、速度最快的那一部分。
助推阶段： 导弹的助推器会以极快的速度将它送入预定轨道，这个过程本身就需要几分钟，但它已经将导弹加速到极高的速度。
滑翔阶段： 一旦进入大气层外，空气阻力几乎消失，导弹依靠惯性继续以极高的速度滑行。
再入大气层阶段： 当导弹开始下降并重新进入稠密大气层时，速度依然非常快。导弹的结构和防热系统允许它以极高的速度承受大气摩擦和冲击。
举个例子，一枚洲际导弹的助推段可能只需要25分钟就能将其加速到速度的峰值，然后它在稀薄的大气层外滑翔一部分距离，最后再入大气层攻击目标。如果目标距离是在大气层内的“几分钟”，那么意味着导弹在绝大部分时间里都处于极高速度的飞行状态。
相比之下，一架能飞到马赫数2的飞机，在一千公里外，即使以这个速度匀速飞行，也需要大约1.5小时（1000公里 / (2 1235公里/小时) ≈ 0.4小时，也就是24分钟，但这是理论值，考虑加速减速会更长）。而现在主流的民航客机飞行速度大约在马赫数0.8左右（约9001000公里/小时），飞一千公里需要一个多小时。
总结一下：
洲际导弹能实现几分钟内飞越上千公里，是由于其运用了火箭发动机的爆发力将其送入大气层外，利用惯性和几乎为零的空气阻力进行高速滑翔，最后依靠其坚固的结构和先进的防热技术再入大气层命中目标。而飞机则受限于空气动力学、发动机效率、材料强度和气动加热等因素，必须在大气层内依靠升力飞行，速度受到严格的限制，无法达到导弹那样的绝对速度。
咱们就来好好拆解一下，看看这中间到底有什么门道。
1. 飞行方式与目标环境的根本差异
洲际导弹： 它们的设计目标是在弹道末端高速穿越大气层，甚至直接攻击距离地球表面相当远的大气层外空间，然后再以极高的速度俯冲下来命中目标。你可以想象成一个被远远抛出去的石头，只不过这个“石头”由极其强大的火箭推进，并且在太空中滑翔了一段距离。导弹的整个飞行过程是为了追求速度和打击效率，它不需要考虑载人舒适度、燃油经济性或者在大气中长时间保持稳定。
飞机： 飞机的设计目标是在大气层内，利用机翼产生的升力来克服重力，从而实现持续的、可控的飞行。它们需要在大气中“站稳脚跟”，依靠空气动力学原理工作。飞机的速度受到空气阻力、机翼升力限制、发动机推力以及结构强度的多方面制约。它们是为了运输、侦察、观赏等目的，追求的是安全、经济、平稳的飞行体验。
2. 动力系统的天壤之别
洲际导弹： 导弹的核心动力是其强大的火箭发动机。火箭发动机不依赖外界空气，它将储存的推进剂（燃料和氧化剂）在燃烧室中进行剧烈燃烧，产生巨大的高温高压气体，然后通过喷管高速喷射出去。根据牛顿第三定律（作用力与反作用力），产生强大的推力。
特点：
极高的推重比： 火箭发动机能够在短时间内产生巨大的推力，远远超过自身重量，这是实现极速加速的关键。
不依赖空气： 可以在大气层外工作，这是其能够进入太空并以抛物线或更复杂的弹道飞行的根本。
一次性使用（大部分）： 火箭发动机在设计上往往追求极致的性能，而不是长时间的耐久性，这意味着它们可以燃烧大量推进剂，以获得短暂的、爆发性的速度。
多级火箭： 洲际导弹通常采用多级设计。每当一级火箭燃料用尽后，就会被抛弃，减轻了导弹的总重量，使得后续的火箭能够以更小的力加速更轻的载荷，进一步提升速度。
飞机： 飞机主要依靠喷气发动机（涡轮风扇发动机、涡轮喷气发动机等）或螺旋桨发动机。这些发动机的工作原理都需要吸入外界空气：
喷气发动机： 吸入空气，压缩、燃烧，然后高速排出高温气体产生推力。虽然它们也能产生相当大的推力，但与火箭发动机相比，推重比通常较低，而且其效率在大气层内最优，在稀薄的高空或真空环境下性能会急剧下降。
螺旋桨发动机： 通过旋转的螺旋桨搅动空气，产生向前的推力。这种方式的效率在较低速度下较高，但在超音速领域则难以胜任。
3. 飞行速度的上限与限制
洲际导弹： 导弹在助推段会以非常快的加速度爬升，进入大气层顶端甚至太空。一旦离开了稠密的大气层，空气阻力几乎可以忽略不计。此时，它们主要依靠惯性滑翔，速度可以维持在很高的水平。末端再入大气层时，由于其结构设计能够承受巨大的气动加热和压力，加上高速，可以迅速降低高度。洲际导弹的速度可以轻松达到马赫数20以上（大约是音速的20倍）。
主要限制： 如何让导弹结构在承受巨大的惯性力和再入大气层时的冲击、高温而不解体，这是巨大的工程挑战。
飞机： 飞机的速度受到多种因素的严格限制：
空气阻力： 速度越快，空气阻力呈平方甚至更高次幂增长。克服巨大的空气阻力需要极其强大的推力，而飞机的设计又需要平衡推力与结构强度。
机翼升力： 飞机需要在大气中产生升力来维持飞行。升力与迎角、空速和空气密度有关。速度过快，过大的升力会给机翼带来巨大的应力，甚至可能导致机翼失速或结构损坏。
发动机性能： 飞机发动机的性能有其工作范围和效率极限。虽然有超音速飞机，但其速度通常也就在马赫数23左右（如SR71“黑鸟”）。再往上，发动机设计、材料以及气动热力学问题会变得极其复杂和难以克服。
气动加热： 飞机以超高速度在大气中飞行时，空气分子会因为剧烈摩擦而被压缩和加热，导致飞机表面温度急剧升高，远超现有材料的承受极限。这是目前飞机速度的最大瓶颈之一。
飞行控制： 在如此高的速度下，飞机的操纵性会变得非常差，微小的控制输入都可能导致巨大的反应，需要非常精密的控制系统。
4. 飞行环境与弹道
洲际导弹： 它们通常采用弹道式飞行。在助推段达到最大速度后，会短暂进入大气层外（亚轨道），然后根据重力加速度进行一段无动力滑翔，最后再入大气层命中目标。这就像是将一个物体抛到极高的高度，它会在重力作用下划出一道优美的抛物线（或者更复杂的弹道）。
飞机： 它们始终在大气层内，依靠持续的发动机推力和机翼提供的升力来维持飞行状态，实现水平或爬升/下降的飞行轨迹。
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滑翔阶段： 一旦进入大气层外，空气阻力几乎消失，导弹依靠惯性继续以极高的速度滑行。
再入大气层阶段： 当导弹开始下降并重新进入稠密大气层时，速度依然非常快。导弹的结构和防热系统允许它以极高的速度承受大气摩擦和冲击。
举个例子，一枚洲际导弹的助推段可能只需要25分钟就能将其加速到速度的峰值，然后它在稀薄的大气层外滑翔一部分距离，最后再入大气层攻击目标。如果目标距离是在大气层内的“几分钟”，那么意味着导弹在绝大部分时间里都处于极高速度的飞行状态。
相比之下，一架能飞到马赫数2的飞机，在一千公里外，即使以这个速度匀速飞行，也需要大约1.5小时（1000公里 / (2 1235公里/小时) ≈ 0.4小时，也就是24分钟，但这是理论值，考虑加速减速会更长）。而现在主流的民航客机飞行速度大约在马赫数0.8左右（约9001000公里/小时），飞一千公里需要一个多小时。
总结一下：
洲际导弹能实现几分钟内飞越上千公里，是由于其运用了火箭发动机的爆发力将其送入大气层外，利用惯性和几乎为零的空气阻力进行高速滑翔，最后依靠其坚固的结构和先进的防热技术再入大气层命中目标。而飞机则受限于空气动力学、发动机效率、材料强度和气动加热等因素，必须在大气层内依靠升力飞行，速度受到严格的限制，无法达到导弹那样的绝对速度。
网友意见
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洲际导弹走大气层外
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