太空是真空,航天器发动机的推力的反作用力来自哪里?

姚敬458


航天器推力和有没有空气没关系,只和抛出物质的质量、速度有关。飞船喷出的气体越多,速度越快,受到的反作用力就越大,就能飞得越快。

在太空的真空环境里,由于没有空气阻力,只要火箭一直在喷射物质,飞船就会一直加速前进;相反,航天器在空气里飞行反而会受到前方空气的阻力作用,因摩擦而发出大量热量,即使一直喷射物质,也会因空气阻力越来越大而难以为继。

一些人以为喷射的物质必须和空气作用才会产生推力,航天器在真空里由于没有空气就无法飞行,这不过是一种想当然而已,非常荒谬。喷出的物质在离开飞船的时候具有最大的速度,这一刻它对飞船的反作用力就已经产生了,离开之后它就不会再对飞船产生影响。就像一颗子弹,离开枪口的初始速度就是它的最大速度,这时候会对枪产生一个后座力,让枪后退;离开之后枪和子弹就没有关系了,子弹在空气中受空气阻力越飞越慢,但不会再对枪产生额外的后座力。我们的宇宙飞船就是这把枪,喷出物就是子弹,仔细思考一下,这个逻辑关系就很清楚了。

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做个实验吧,将气球🎈吹起来,然后放手,气球🎈一边体积减小,一边向前飞出。并且,这个实验可在太空做,宇航员进行太空行走的情景,就是这个实验的太空版。


知道什么原因吗?很明显,气球🎈体积减小,是在将气球内的气体排出,无疑要对气体施加力的作用,而物体间力的作用是相互的,同时,气体也对气球施以力的作用,就是这个力反推气球🎈,使气球向前运动。这个力来自气球🎈内的气体,与气球外的空气无关。

同样道理,火箭🚀工作时,燃料燃烧生成的高温高压的燃气,被火箭🚀从尾部喷出,受到火箭🚀向后的推力,同时,燃气对火箭🚀产生向前的推力,是这个推力推动火箭🚀前进。燃气喷出与火箭🚀飞行,都是火箭🚀与燃气的作用,与外界有没有空气无关。


另外,上面提到太空行走,宇航员都背着一个喷气背包,里面储有液氮,上面朝向不同方向有多个喷口,氮气从喷口喷出时,就反作用于宇航员,使宇航员反方向运动。


甜甜向上314159


螺旋桨类的推进系统才需要空气或者其他外部介质,原理是螺旋桨推动空气沿相反方向运动,其动量会对螺旋桨产生反作用力。航天器的推力不是来自空气的反作用力,而是靠喷管喷射出来的粒子产生的反作用,外太空虽然没有大气,但是推进剂燃烧后喷射出来的粒子是有质量的,这些粒子通过航天器的拉瓦尔尾喷管高速向后喷射就会对航天器产生反作用力,期间不需要借助任何外界的介质。



根据能量守恒定律,航天器向后喷射的燃料是自身的质量,物体的动能=物体的质量*物体的运动速度。航天器燃料产生的喷射物极速向后运动产生负动能,那么主体也就是航天器就要向前运动产生动能,这样才能能量守恒。就好像一个人站在一个摩擦力为0的理想状态冰面上,手里拿着一个很重的东西向前扔出去,那么你肯定会受到这个东西的反推力向后滑动。



所以说,太空推进器不需要空气,相反没有空气会产生更强的推力,推进器喷管喷出的气体会于外部气体产生压强差,外部气体越稀薄这个压强差越明显,从而推进器也会产生更大的推力。


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