交通展厅（飞机和火箭的飞行原理）

上图展项叫做“飞机和火箭的飞行原理”，通过对比让大家思考飞机和火箭不同的飞行原理。

我们先观察气压表，看到玻璃罩内为常压状态，这时飞机和火箭都能正常工作。按下真空按钮，等到玻璃罩内处于真空状态时，火箭正常上升，而飞机不行。再按下充气按钮，火箭正常上升，而飞机恢复正常上升动作。

螺旋桨飞机飞行靠搅动空气，产生推进动力。飞机螺旋桨在发动机驱动下高速旋转，从而产生拉力，牵拉飞机向前飞行。这是人们的常识。可是，有人认为螺旋桨的拉力是由于螺旋桨旋转时桨叶把前面的空气吸入并向后排，用气流的反作用力拉动飞机向前飞行的，这种认识是不对的。 

那么，飞机的螺旋桨是怎样产生拉力的呢？如果大家仔细观察，会看到飞机的螺旋桨结构很特殊，如图所示，单支桨叶为细长而又带有扭角的翼形叶片，桨叶的扭角（桨叶角）相当于飞机机翼的迎角，但桨叶角为桨尖与旋转平面呈平行逐步向桨根变化的扭角。

桨叶的剖面形状与机翼的剖面形状很相似，前桨面相当于机翼的上翼面，曲率较大，后桨面则相当于下翼面，曲率近乎平直，每支桨叶的前缘与发动机输出轴旋转方向一致，所以，飞机螺旋桨相当于一对竖直安装的机翼。

桨叶在高速旋转时，同时产生两个力，一个是牵拉桨叶向前的空气动力，一个是由桨叶扭角向后推动空气产生的反作用力。

从桨叶剖面图中可以看出桨叶的空气动力是如何产生的，由于前桨面与后桨面的曲率不一样，在桨叶旋转时，气流对曲率大的前桨面压力小，而对曲线近于平直的后桨面压力大，因此形成了前后桨面的压力差，从而产生一个向前拉桨叶的空气动力，这个力就是牵拉飞机向前飞行的动力。 

另一个牵拉飞机的力，是由桨叶扭角向后推空气时产生的反作用力而得来的。桨叶与发动机轴呈直角安装，并有扭角，在桨叶旋转时靠桨叶扭角把前方的空气吸入，并给吸入的空气加一个向后推的力。与此同时，气流也给桨叶一个反作用力，这个反作用力也是牵拉飞机向前飞行的动力。

由桨叶异型曲面产生的空气动力与桨叶扭角向后推空气产生的反作用力是同时发生的，这两个力的合力就是牵拉飞机向前飞行的总空气动力。

火箭靠本身喷出的物质产生反作用推进飞行。火箭能在太空中飞行，作用力就来源于它往外喷射的物质。真空中是没有物质的，喷射的物质恰恰是作用到了火箭本身而产生了推动力，喷射本身就是前进的动力。 

根据牛顿第三定律，也就是作用力反作用力定律，施力物体给受力物体一个作用力，同时施力物体也就会受到受力物体一个大小相等，方向相反的反作用力。当火箭把气体高速喷出去的时候是需要给这些气体一个很大作用力的，相应的，火箭就会受到气体的一个大小相等，方向向前的反作用力。火箭不停的燃烧，喷射，也就不停的得到反作用力。在力的作用下就会高速前进了。

当然也可以根据动量守恒来理解，气体被火箭喷出，获得一个向后的动量，那么火箭本身肯定要获得一个等大的，向前的动量，于是就会前飞了。

所以，火箭在太空中飞行是不用有介质的，通过本身内部反应就可以获得向前的推力。

这跟飞机在大气层中飞行是不一样的原理，所以在空气稀薄或真空状态下，火箭能正常飞行，但是飞机则不能。

【编辑：符樱】