我一直搞不懂,没有反作用力的真空环境中是如何利用喷气式发动机来推动飞船或者宇航员的?
太空是真空的理论已经过时了,太空不是真空,喷气发动机无法在绝对真空中飞行 。气压越低,物质的熔点沸点就越低,在绝对真空,空间气压为零,任何物质都会熔化沸腾,分解为微小的粒子 。
你站在地球上,你的脚对地球施加向下加速的力,地球就对你产生一个向上加速的反作用力,让你跳起来 。地球在太空中,你对地球施加向下加速的力后,地球不是先碰撞到下面的天体后,再给你向上的反作用力 。让你跳起来的反作用力,来源于是地球的惯性 。
同理!喷气发动机的向前加速的反作用力,来源于喷气粒子的惯性,发动机对喷气粒子施加一个向后加速的力,喷气粒子就对发动机产生一个向前加速的力 。
喷气发动机的推力,与发动机内部压力和外部空间压力的压力差大小有关,与气体的喷射速度和喷射量有关,与气体喷出后所撞上物质的质量大小无关 。比如,你扔一个铅球,铅球给你的反作用力,与这个铅球扔出去,所撞到物体的质量大小是没有关系 。
你去太空中扔铅球,铅球也会对你产生反作用力,喷气发动机在太空中喷粒子,粒子会对发动机产生反作用力 。
其他网友观点我一直搞不懂,没有反作用力的真空环境中是如何利用喷气式发动机来推动飞船或者宇航员的?
这个问题不难懂 。
1、喷气发动机所谓反推前进,实际上指的是在有大气存在的情况下 。到了太空中,基本上是高度真空,因此反推前进就不存在了 。
2、在太空中,发动机喷气前进,依靠的并不是反推前进,而是动量守恒 。一个系统不受外力或所受外力之和为零,这个系统的总动量保持不变,这个结论叫做动量守恒定律 。通俗地说,火箭发动机向后喷出气体质量和速度的乘积,等于火箭获得前进速度和火箭质量的乘积,也就是说,向后喷出气体越多、速度越快,则火箭向前的速度也就越快 。
当然了,再大的火箭,携带的燃料也有限,因此不可能长时间大剂量的向后喷气体,因此,喷气发动,只适用于其中小部分过程 。

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火箭
3、火箭能长时间运行在太空中,大部分依靠的还是惯性 。牛顿第一定律表明,一切物体在没有受到力时,总保持静止状态或匀速直线运动状态 。换句话说,假若施加于物体的合外力为零,则物体
的运动速度为常数 。火箭通过喷气获得一定速度后,在太空中基本没有什么阻力,因此喷气关闭后,火箭仍会以原来的速度匀速直线运动,靠的就是惯性 。
4、在火箭发射中,除了反冲、动量变换、惯性,有的时候还需要所谓引力弹弓 。所谓引力弹弓,就是人为地使火箭途径某些质量巨大的天体附近区域,通过这些天体的引力获得对火箭的加速 。这种技术用得好了,可以节省大量的动力 。
其他网友观点反作用力跟是不是真空环境没有一点的关系,题主对反作用力的基本概念还是认识不够 。下面,作为从事力学科研14年,从教力学课程7年的小青椒,就从反作用力基本概念开始,分析喷气式发动机的推力来源,解答本问题 。
1、反作用力
牛顿力学中,作用力与反作用力是牛顿三大定律之一,他们大小相等、方向相反,并且共线 。但是,很多人对反作用力的了解也就止步于此了 。如何寻找作用力与反作用力,有时候很多人找不到,从而就带来了题主这样的困惑 。

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作用力与反作用力是一对孪生兄弟,他们总是成对出现 。有其一,必有其二 。那么究竟如何寻找,或者说如何判断作用力与反作用力呢?
作用力与反作用力,是存在与两个互相作用的物体上,一个物体施加给另一个物体的力是作用力,反之另一个物体也会有相应的力施加给一个物体(反作用力) 。从上面这段话中,我们可以发现,作用力和反作用力不是作用在同一物体上的,而是分别是一个物体对另一个物体之力 。受力对象是分开的 。举个简单的例子,平静的河面上,有两条小船 。船上一人,用桨把另一条小船推开了 。那么被推开的小船收到桨的推力,反过来桨也受到了该小船的推力 。这两个力就是作用力和反作用力 。

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2、喷气发动机的反作用力
先来看下喷气发动机的结构,当然,下图的发动机需要空气 。空气从进气道进入,被压气机压缩,经过燃烧室燃烧,推动叶轮作功,最后从喷口喷出 。推力来自于喷口,而不是推动叶轮作功 。

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尾气从喷口出来,推挤着外部的空气 。反过来,外部的空气也在推动着尾气,进而把力传递到发动机结构上,这个就是利用发动机推力的反作用力 。
【我一直搞不懂,没有反作用力的真空环境中是如何利用喷气式发动机来推动飞船或者宇航员的?】3、火箭发动机的反作用力
对于外太空的真空环境,这种依靠进气道的喷气式发动机显然是不合适的 。所以,进入太空的发动机,都是自带大量燃料的,像火箭发动机 。如同普通喷气发动机一样,反作用力来自空气的反推力,火箭发动机的反推力来自刚排出的火箭尾气 。如下图 。

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同等条件下,显然普通的喷气式发动机获得的推力更大,因为有空气的存在 。所以,火箭发射的时候,刚开始是比较省燃料的,进入天空后,想要获得同样的速度,燃料消耗就多了 。当然这是不考虑空气阻力的同等条件 。实际上,空气阻力太大了,相当一部分燃都用来客服空气阻力了 。
4、总结
想要稍微地深入分析,基本的力学概念是一定要清晰的 。火箭发动机的推力(反作用力)来自于被喷出口的燃料尾气 。
PS:之前的涡喷配图错了,已修正 。谢谢大家指正 。
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