军用飞机
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火箭与喷气式飞机

波音公司研制的三角洲四号运载火箭

火箭是一种航天载具,喷气式飞机则是如今军用飞机中的主要类型,这两者之间有什么关系呢?首先得从喷气式发动机说起。

喷气式发动机是以牛顿第三定律为原理工作的内燃机。也就是说,喷气式发动机是通过高温高速燃烧燃料并排出高速气流,利用喷出气流的反作用力工作。

虽然喷气式发动机在第二次世界大战期间才真正实用化,但人类利用喷气式发动机的历史可以追溯到2000年以前。

有记载的最早的“喷气式发动机”是公元1世纪古希腊数学家希罗发明的汽转球,它通过安装在金属球上的两个喷嘴喷出蒸汽使球转动。汽转球并没有什么实际用途,也许只是数学家百无聊赖之际制作的玩具。

汽转球主要是由一个空心的球和一个装有水的密闭锅子以两个空心管子连接在一起,而在锅底加热使水沸腾,锅中的蒸汽就通过管子进入球中,最后蒸汽会由球体的两旁喷出并使得球体转动。

军用飞机小知识

伟大的科学家——希罗

希罗是古希腊的数学家,他所发明的汽转球,是有文献记载以来的第一部“喷气式发动机”。除此之外,他还发明了最早利用风能的风轮以及世界上最早的自动售卖机。

公元13世纪前后,在中国出现了人类历史上最早的火箭。当时的火箭是将火药推进装置绑缚在箭矢上,火箭一词也正是因此得名。这种绑缚有火药推进装置的箭矢称为神机箭。在中国明代,火箭武器发展到了极盛阶段,当时比较有名的火箭武器有“一窝蜂”“火龙出水”等,它们均能一次性发射多发火箭。

神机箭,在普通的箭矢前端绑缚有一火药推进装置,使用时点燃引信,火药燃烧产生的反冲力便可推动箭矢飞行。

进入20世纪之后,喷气式发动机的技术设想逐渐成熟,在20世纪20年代时便出现了比较成熟的喷气式发动机原型。20世纪30年代,英国人弗兰克•惠特尔和德国人汉斯•冯•奥海恩分别独立设计出了具有实用价值的喷气式发动机。短短几年后,德国和英国就先后研制出了喷气式战斗机,令飞机跨入了喷气时代。

He 178试验机,德国亨克尔公司于1938年研制的人类历史上第一架喷气式飞机。

流星战斗机,英国的第一架喷气式战斗机。虽然英国在喷气式发动机方面的研制并不落后德国,但第一架喷气式飞机直到1943年才真正问世。

火箭使用的推进装置,也就是火箭发动机,也属于喷气式发动机的一种。火箭的燃料经过燃烧室燃烧以后,会产生高温高压的气体,之后再经过一个喷嘴加速,并排到外界。这些气体便是推动火箭的原动力。

火箭发动机,从本质上说,它与喷气式飞机使用的发动机并没有什么不同。

火箭和喷气式飞机的区别在于:飞机只能在大气层内飞翔,而火箭可以在外太空工作,因为它的燃料中混入了氧化剂,燃料可以在内部反应室中直接反应燃烧,不需要利用外界空气便能够燃烧推进。

德国在第二次世界大战期间研制的Me 163战斗机,由火箭发动机提供动力,理论上它可以在外太空飞行。