齐寿祥 2004年12月22日 15:31
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| 航空涡轮喷气发动机（图4） |
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| 气球（图3） |
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| 自动旋转喷灌器（图2） |
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| 蒸汽压力球（图1） |
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| 喷气式飞机 |
航空航天技术科普知识讲座之一：
齐寿祥 高级工程师 北京航空航天学会科普与教育委员会副主任，中国科学院科普宣教团成员。科普作家。
编者按：齐寿祥老师经常在学校作航空航天技术科普知识宣教工作。在其宣教过程中发现对航空航天技术有些普遍存在的知识误区。比如：有人认为喷气式发动机之所以能产生推力，是由于发动机工作时喷出高压气流作用到外界空气上，外界静止空气给气流以反作用力，从而推动飞机向前飞行。这样理解发动机的推力是一种误解！那么，正确的原理是什么呢？且听齐老师娓娓道来：
关于如何理解喷气式发动机产生推力问题，请蠹蚁瓤醇父隼?子？
图1是公元前120年赫罗设计的蒸汽玩具，它是一个非常直观地显示依靠反作用力产生推力的例子。当高压蒸汽从两个喷嘴喷出时，就把与喷射力大小相等方向相反的反作用力传给喷嘴本身，从而带动压力球向喷汽的相反方向旋转。
图2是自动旋转喷灌器，这更是一个应用反作用力的例子，它借助于喷嘴喷出高压水流的反作用力驱动喷管沿立轴旋转。
图3是常见的气球沿反作用力运动的实例。当气球充满气后，用手捏住气嘴，球内的压力平衡，气球不动，若松开气球嘴，高压空气即从气嘴喷出，随即产生一个使气球体向喷流相反方向的反作用力，推动气球向喷气相反方向运动。
上述三个例子都是牛顿的作用力与反作用力定律的实际应用。牛顿的作用力与反作用力定律表述为：“作用在一个物体上的每一个力都有一个方向相反大小相等的反作用力”。从上面举例中看出，蒸汽从压力球喷嘴喷出，产生反作用力驱动压力球旋转；水流从喷灌器喷口喷出驱动喷水机构沿立轴转动，也是由于水流从喷灌器喷嘴喷出时产生的反作用力作用的结果；同样，气球的压力气体从气球口喷出时产生反作用力推动气球体向球口的相反方向运动。这三个例子中产生的反作用力绝对是一种喷气反作用的内部现象，与外界条件无关。假如把这三个例子的主体放到真空环境作试验，也会得到同样的运动效果。
从上述的分析中可以得出这样的结论：一是有内压力；二是在内压力释放过程中产生的反作用力；三、这种作用力与反作用力只是物体运动的内部现象，与外界条件无关。
下边我们再说说航空发动机是怎样产生推力的：
图4是一台有压气机构的航空涡轮喷气发动机，当发动机工作时，大量空气被吸入进气道，经过发动机各机件工作，使吸入的空气增压，再经燃油燃烧使气体更加膨胀，进一步增大气体的压力，这样强大的压力都是在发动机内腔产生的，即是发动机的内压力。当高压气体从尾喷管喷出时，即产生一个与高压气体压力相等方向相反的反作用力，这一反作用力就是发动机带着飞机向前飞行的推力。也就是说喷气式发动机是在整个工作过程中产生的推力。因此，那种认为由于发动机喷出的气流作用在外界空气上产生反作用力推动飞机向前飞行的观念是一种误解。
由于发动机是连续地吸气、增压和喷气的，所以，在发动机工作时，保持有连续推力的产生。
关于喷气式发动机推力原理的故事讲完了！我想聪明的朋友们一定都明白了！科学好象有些深奥！当你通过钻研明白了以后，会发现科学其实很简单、美妙！了解科学、探索未知是人生的一大乐趣！人类就是在不断地探索自然、认识自然和改造自然的过程中逐渐发展进步的！而在这一进程中科学技术发挥着“第一生产力”的作用！我们每个人每天都在享受着科学带来的恩泽！热爱科学是我们每个现代人的基本素养和权利！
朋友们！请关注我们的下一个科学故事，关于“螺旋桨”的故事！
