你还记得小时候玩过的气球吗?把气放掉,它会反弹飞出去,这其实就是喷气发动机的原理。牛顿第三定律告诉你,每一个作用力都会有一个相等且相反的反作用力。这个冷冰冰的物理定律,就被人类用来做成了让飞机翱翔蓝天的“火箭”。 要是把这个气球换成燃料,把那个气球嘴换成燃烧室,故事就升级成了喷气式飞机。燃料燃烧产生的高温燃气,快速向后喷射,飞机就得到了向前的推力。这种反冲力和火箭、墨斗鱼肚子里释放气体时的弹射作用是一个道理。 1930年代,两位“理工男”开始赛跑,英国工程师弗兰克·惠特尔和德国发明家汉斯·奥海因都想把理论变成现实。二战爆发后,谁先掌握喷气技术谁就占据了制空权优势。1939年,德国的He-178试飞成功;1941年,英国的E-28也紧随其后。从此以后,活塞式飞机的速度纪录被不断刷新,人类航空进入了喷气时代。 现在主流的喷气发动机主要有三种:第一种是涡轮喷气发动机(涡喷),它是最原始的直喷方案。高温燃气从燃烧室出来后直接高速喷出,虽然热效率不高但结构简单。第二种是涡轮风扇发动机(涡扇),为了提高热效率,给燃气加装了风扇进行二次做功。第三种是涡轮螺旋桨发动机(涡桨),把风扇放到外面驱动螺旋桨旋转。它低速巡航效率很高,但速度受螺旋桨限制通常不超过900公里/小时。 从牛顿第三定律到He-178试飞成功,再到现在干线客机和五代战机几乎都使用喷气化技术,人类用不到百年时间就把物理定律变成了全球航线。下次抬头看云的时候想想:那些带你穿越天际的飞机动力源头就是小时候那个被你撒气的气球啊!