五、反冲运动及其应用

发射炮弹的时候，炮弹向前飞去，根据动量守恒定律，我们知道，炮身是要向后退的。炮身的这种后退运动叫做反冲运动。对于大炮射击来说，反冲运动是不利的，为了使大炮回到原来的位置和重新瞄准要花不少时间。现代的大炮都安装了使大炮在发射后自动迅速复位的装置。此外， 人们还发明了无后坐力炮，这种炮在发射时，火药气体从炮身后面的特殊开口喷出，炮身可以稳定不动。

当然，反冲运动并不是在任何情况下都是不利的，在科学技术中，反冲运动也有许多重要应用。

反击式水轮机就是反冲运动的一项重要应用。反击式水轮机是大型水力发电站用得最多的一类水轮机，它是靠水流的反冲作用旋转的。照图4-12 那样，在漏斗上接一段橡皮管，橡皮管下端安一个弯曲的玻璃管。在漏斗中装水，当水从玻璃弯管流出时，水流的反冲作用就使玻璃弯管向水流的反方向发生反冲运动。如果照图 4－13 那样，把几个弯管装在可以旋转的盛水容器上，当水从这些弯管流出时，容器就旋转，这实际上是个反击式水轮机的转轮模型。实际水轮机的转轮形状与这个模型完全不同，但旋转的道理是一样的。图 4—14 是一种反击式水轮机的转轮。我国在 80 年代生产的这种水轮机，功率最大的达 32 万千瓦，转轮直径为 6.0 米，质量为 150 吨。

喷气式飞机和火箭也是反冲运动的重要应用。它们都是靠喷出气流的反冲作用获得巨大速度的。现代的喷气式飞机，靠连续不断地向后喷出气体，飞行速度能超过 2000 米／秒。

我国早在宋代就发明了火箭（图 4－15），它的构造同节日里玩的“起花”相似，是在箭上扎一个火药筒，火药筒前端是封闭的。当火药点燃生成的气体以很大速度向后喷出时，火箭就向前做反冲运动。到了明代，我国还制成了原始的二级火箭（图 4—16），龙体内的第二级火箭是在火箭已经飞到空中以后才点燃的。

现代的火箭，原理同古代的相同，但构造复杂得多。现代火箭主要用来发射探测仪器、常规弹头或核弹头、人造地球卫星或宇宙飞船，即作为运载工具。由于用途不同，火箭的大小和复杂程度相差很大。小的如步兵用的反坦克导弹的火箭，连同弹头总共不过十几千克，长度只有一米左右。大的如把宇宙飞船送到月球去的火箭，共有三极，总高度超过 100 米，发

射时包括燃料的质量达 3000 吨。

火箭技术与科学技术和国防现代化都有很大关系，是现代的一门重要的尖端技术。我国自 1970 年 4 月 24 日发射第一颗人造地球卫星以来，火

箭技术不断取得新的成就：1981 年 9 月 20 日，我国成功地用一枚运载火箭发射了三颗卫星，成为世界上掌握一箭多星发射技术的少数几个国家之一；1990 年 4 月 7 日，我国自行研制的“长征三号”运载火箭首次为国外用户成功地发射了美国制造的“亚洲一号”卫星，标志着我国火箭技术不仅进入成熟和实用阶段，而且也开始步入国际市场；1990 年 7 月 16 日， 我国又将自己研制的大推力运载火箭——“长征二号”捆绑式运载火箭（彩图 2）发射试验成功，表明我国已经具有了发射重型卫星的能力。我国的火箭技术经过几十年的发展，已经跨入世界先进行列，但是我们还要进一

步提高火箭技术。我们相信，在同学们中，一定会有人在这一重要领域中为祖国作出卓越贡献。