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1、第二集飞机和火箭飞行原理概述

1903年美国的莱特兄弟用一台12匹马力的汽油机做动力，成功发明了世界上第一架飞机，因为动力不足的原因，飞得又低又慢。汽车的动力要大就是要把发动机缸体做大，其惯性才会增大，其动力也就增加。而作为飞机的发动机，其利用的是发动机的转速产生的力，所以发动机要求的是高转速，低重量才能使飞机升空飞行，那么高转速就要求钢套活塞等各零部件材质要更高，到二战时飞机上的活塞发动机的转速每分钟可以达到1万转，直升机的螺旋桨可以达到1千转，战斗机的发动机有四缸到九缸的，

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上图是九缸发动机，轰炸机则是4排星形缸体，2、30个缸。

直升机有两个螺旋桨，机顶负责升降，后尾翼负责前进。现在也有用四个螺旋桨的，改变各螺旋桨的转速来实现各种飞行。直升机大部分动力作用于垂直升降，所以飞行速度就受到了很大的影响。螺旋桨装于飞机机身前面的飞机，大大提高了飞行的速度，而升空的作用却很小，这就要求起降要很长的跑道助力，为了提高升空效率，机身下面做得平直，机身上面做成驼峰形，飞行时，飞机下方的空气从机头吹到机尾时，机身上方的空气经过驼峰往后走，路途增加了就滞后于下方的空气，产生一个真空压，这个真空压会迫使空气对飞机产生上托的作用，使飞机产生上升的升力，当飞机速度不够快时，飞机的自重就会迫使飞机下降。

为了提高飞机的飞行速度，在二战即将结束之际，德国和英国同时发明了涡轮喷气飞机，涡轮喷气发动机分两种:涡喷发动机和涡扇发动机。下面我用一个简单的例子来说明涡轮喷气发动机的原理。

我们家里用的电风扇的风扇叶片一般都是5、6片，如果我们把叶片增加到十几片或20多片，这时风扇的风就大了几倍，如果我们在风扇的外边装一节圆筒，把风扇的轴加长，多套好几个风扇进去，这时的风力又增加了好几倍，我们如果把圆筒再加长并缩小，而里面又装十多个相应缩小的风扇，这时的风力又增加了十几倍，因为缩小了空间，其压强也增加了很多，如果我们把风扇的转速从2000转提高到28000转，那么这个电风扇就变成了涡轮喷气发动机了。

对于涡轮喷气发动机和活塞式发动机相比较而言，涡喷发动机的构造比活塞式发动机更为简单，其安全性方面还是优于活塞式发动机，只是涡轮要经受比活塞钢套更为高温高压的环境，其涡轮的材质决定了使用寿命，所以对涡轮的材质要求达到了科技的最高要求，我国生产的涡轮比美国的还是相差太远，还未找到更好的合金配方。

目前人类发明的飞行器其飞行速度最快的是航天飞机，航天飞船，我们要脱离地球的引力，其飞行速度就得大于7.9公里/秒。无论飞船还是导弹，其使用的都是以火箭为推力，除了部分导弹用固体火药作为燃料，其余的大都是用液态氧和液态氢为燃枓，火箭的喷口构造比涡喷发动机更简单，在设计合理，制造无失误的情况下，火箭的安全性还是比较高的，最重要的是它的发动机的管壁所要承受的高温比涡喷发动机的还高，所以用氢气或氧气循环冷却。下面是火箭发动机的构造图

以上粗略讲了飞机和火箭的原理和构造，只是为下一集讲解飞碟的原理和构造提供更好的理解。

下一集:

第一代人造飞碟

2、火箭在太空飞行的原理是什么

火箭中的燃料燃烧后会产生大量的高压气体，这些气体向后推动空气，空气就会给火箭以大小相同的反作用力来推动火箭前进 ，火箭就是利用这个力在太空中飞行的。

所谓火箭是指用火箭发动机向后喷射高温高压燃气产生反作用力，以获得前进动力，向前运动的飞行器。运载火箭是其中的一种，还有军用火箭和导弹，以及气象火箭、地球物理火箭和生物火箭等民用火箭和烟火等。

所谓火箭发动机是指自带推进剂（燃料和氧化剂），其工作不依赖外界空气的喷气发动机。

其他喷气发动机，如飞机上使用的空气喷气发动机，只携带燃料，燃料燃烧所需的氧气要从大气中获取，因而只能在大气层中工作。由于火箭既携带了燃料，又携带了氧化剂、所以火箭发动机在真空的太空中也能工作，使火箭能够成为航天飞行的动力。

那么，火箭飞行如何能产生战胜地球引力的宇宙速度呢？理论研究 和迄今的实践都证明，火箭飞行速度决定于火箭发动机的喷气速度和火箭的质量比。

发动机的喷气速度越高，火箭飞行的速度越高；火箭的质量比越大，火箭飞行能达到的速度越高。

火箭的质量比是火箭起飞时的质量（包括推进剂在内的质量）与发动机关机（熄火）时刻的火箭质量（火箭的结构质量，即净重）之比。因此，质量比大，就意味着火箭的结构质量小，所携带的推进剂多。

火箭发动机的喷气速度，决定于推进剂的性能和发动机的设计水平。推进剂的能量越高，可获得的喷气速度越高；设计水平越高，所获得的能量效率越高。

能量效率是指推进剂燃烧的热化学能转变为高速排气的动能的效。它包括推进剂的燃烧效率、发动机喷管效率和发动机的循环效率。

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