火箭與噴氣式飛機(jī)

波音公司研制的三角洲四號運載火箭
火箭是一種航天載具,噴氣式飛機(jī)則是如今軍用飛機(jī)中的主要類型,這兩者之間有什么關(guān)系呢?首先得從噴氣式發(fā)動機(jī)說起。
噴氣式發(fā)動機(jī)是以牛頓第三定律為原理工作的內(nèi)燃機(jī)。也就是說,噴氣式發(fā)動機(jī)是通過高溫高速燃燒燃料并排出高速氣流,利用噴出氣流的反作用力工作。
雖然噴氣式發(fā)動機(jī)在第二次世界大戰(zhàn)期間才真正實用化,但人類利用噴氣式發(fā)動機(jī)的歷史可以追溯到2000年以前。
有記載的最早的“噴氣式發(fā)動機(jī)”是公元1世紀(jì)古希臘數(shù)學(xué)家希羅發(fā)明的汽轉(zhuǎn)球,它通過安裝在金屬球上的兩個噴嘴噴出蒸汽使球轉(zhuǎn)動。汽轉(zhuǎn)球并沒有什么實際用途,也許只是數(shù)學(xué)家百無聊賴之際制作的玩具。

汽轉(zhuǎn)球主要是由一個空心的球和一個裝有水的密閉鍋子以兩個空心管子連接在一起,而在鍋底加熱使水沸騰,鍋中的蒸汽就通過管子進(jìn)入球中,最后蒸汽會由球體的兩旁噴出并使得球體轉(zhuǎn)動。
軍用飛機(jī)小知識
偉大的科學(xué)家——希羅
希羅是古希臘的數(shù)學(xué)家,他所發(fā)明的汽轉(zhuǎn)球,是有文獻(xiàn)記載以來的第一部“噴氣式發(fā)動機(jī)”。除此之外,他還發(fā)明了最早利用風(fēng)能的風(fēng)輪以及世界上最早的自動售賣機(jī)。
公元13世紀(jì)前后,在中國出現(xiàn)了人類歷史上最早的火箭。當(dāng)時的火箭是將火藥推進(jìn)裝置綁縛在箭矢上,火箭一詞也正是因此得名。這種綁縛有火藥推進(jìn)裝置的箭矢稱為神機(jī)箭。在中國明代,火箭武器發(fā)展到了極盛階段,當(dāng)時比較有名的火箭武器有“一窩蜂”“火龍出水”等,它們均能一次性發(fā)射多發(fā)火箭。

神機(jī)箭,在普通的箭矢前端綁縛有一火藥推進(jìn)裝置,使用時點燃引信,火藥燃燒產(chǎn)生的反沖力便可推動箭矢飛行。
進(jìn)入20世紀(jì)之后,噴氣式發(fā)動機(jī)的技術(shù)設(shè)想逐漸成熟,在20世紀(jì)20年代時便出現(xiàn)了比較成熟的噴氣式發(fā)動機(jī)原型。20世紀(jì)30年代,英國人弗蘭克?惠特爾和德國人漢斯?馮?奧海恩分別獨立設(shè)計出了具有實用價值的噴氣式發(fā)動機(jī)。短短幾年后,德國和英國就先后研制出了噴氣式戰(zhàn)斗機(jī),令飛機(jī)跨入了噴氣時代。

He 178試驗機(jī),德國亨克爾公司于1938年研制的人類歷史上第一架噴氣式飛機(jī)。

流星戰(zhàn)斗機(jī),英國的第一架噴氣式戰(zhàn)斗機(jī)。雖然英國在噴氣式發(fā)動機(jī)方面的研制并不落后德國,但第一架噴氣式飛機(jī)直到1943年才真正問世。
火箭使用的推進(jìn)裝置,也就是火箭發(fā)動機(jī),也屬于噴氣式發(fā)動機(jī)的一種?;鸺娜剂辖?jīng)過燃燒室燃燒以后,會產(chǎn)生高溫高壓的氣體,之后再經(jīng)過一個噴嘴加速,并排到外界。這些氣體便是推動火箭的原動力。

火箭發(fā)動機(jī),從本質(zhì)上說,它與噴氣式飛機(jī)使用的發(fā)動機(jī)并沒有什么不同。
火箭和噴氣式飛機(jī)的區(qū)別在于:飛機(jī)只能在大氣層內(nèi)飛翔,而火箭可以在外太空工作,因為它的燃料中混入了氧化劑,燃料可以在內(nèi)部反應(yīng)室中直接反應(yīng)燃燒,不需要利用外界空氣便能夠燃燒推進(jìn)。

德國在第二次世界大戰(zhàn)期間研制的Me 163戰(zhàn)斗機(jī),由火箭發(fā)動機(jī)提供動力,理論上它可以在外太空飛行。
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