Как и водяные винты, воздушные винты при вращении отбрасывают вдоль своей оси струю окружающей среды. Сила реакции струи — это и есть сила тяги винта. Различие в форме лопастей воздушных и водяных винтов вызвано тем, что им приходится работать в среде разной плотности. Воздушный винт может хорошо работать только при скорости лопастей, меньшей скорости звука в воздухе. Поэтому винты на скоростных самолетах работают неэффективно и более выгодным оказывается применение реактивных двигателей (§ 187).
Обычный комнатный вентилятор — это также воздушный винт. «Ветер», им создаваемый,— это и есть отбрасываемая струя воздуха. Сила реакции струи обычного вентилятора невелика, но ее можно обнаружить, установив вентилятор на легкой тележке (рис. 329). При включении вентилятора тележка начинает откатываться.
Заметим, что и простейшие способы передвижения по воде — плавание человека, животных и рыб, гребля на лодке — все основаны на том же отбрасывании воды в сторону, противоположную создаваемому движению. Например, в лодке каждый удар веслом отгоняет воду в сторону, противоположную движению лодки.
§ 186. Ракеты. Вращающийся водяной или воздушный винт отбрасывает окружающую среду в одну сторону, и приложенная к винту сила реакции отбрасываемой струи, направленная в противоположную сторону, движет судно или самолет. Движение ракеты также вызывается силой реакции струи, но весь запас отбрасываемого вещества ракета несет с собой. Например, известная еще в древности (у китайцев) пороховая ракета устроена следующим образом. Полая оболочка заполняется медленно горящим порохом (рис. 330). Пороховой заряд поджигается с нижнего конца. Образующийся при сгорании пороха раскаленный газ вытекает с большой скоростью из отверстия в нижней части корпуса ракеты. Сила реакции вытекающей струи направлена в сторону, противоположную вытеканию, и уносит ракету вверх.
Рис. 329. При работе вентилятора тележка катится в сторону, противоположную отбрасываемой струе воздуха
361
На рис. 331 показана механическая модель, иллюстрирующая принцип действия ракеты. Пружина, стянутая ниткой, вложена в рамку. Пружина играет роль порохового заряда. Пережжем нитку; это соответствует сгоранию
Рис. 330. Устройство пороховой ракеты далее