怎樣制作原始噴射引擎

實(shí)驗(yàn)有一定的危險(xiǎn)性，但效果令人印象深刻;燃料酒精勿隨意更改，瓶子用600cc 左右的。

危險(xiǎn)性 ★★★ 難度 ★

談到噴射引擎，人們大多會(huì)想到制造噴射客機(jī)的波音公司或噴射引擎的制造大廠勞斯萊斯，但卻鮮有人知道德國(guó)人制造出人類第一架噴射飛機(jī)。納粹德軍的V1飛彈上的脈沖式噴射引擎可謂現(xiàn)代噴射引擎的濫觴，德國(guó)科學(xué)家曾經(jīng)在噴射引擎的發(fā)展歷史上扮演舉足輕重的角色。

噴射引擎也是一種內(nèi)燃的熱機(jī)，大致的運(yùn)轉(zhuǎn)過程是：從大氣中吸入空氣作為工作流體（working fluid）。從進(jìn)氣口吸入空氣之后，經(jīng)壓縮機(jī)壓縮再進(jìn)入燃燒室，混入燃料油氣，迅速燃燒，燃燒燃料加熱工作流體，使其溫度和壓力驟升，緊接著熱空氣快速膨脹加速，大量高速的工作流體于是從噴嘴噴出，借著作用力反作用力的原理來獲得推力;高速的工作流體并轉(zhuǎn)動(dòng)裝設(shè)在引擎后段的渦輪機(jī)，渦輪機(jī)帶動(dòng)壓縮機(jī)吸入、并壓縮前方更多的空氣。

即便最基本的原理大同小異，但噴射引擎的種類卻五花八門，例如：渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)、渦輪噴射發(fā)動(dòng)機(jī)、沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)、脈沖式噴射引擎等。相較于活塞式的引擎，噴射引擎活動(dòng)的零件較少，零件運(yùn)動(dòng)的方式也較單純，通常只作流暢的轉(zhuǎn)動(dòng)，所以，噴射引擎運(yùn)轉(zhuǎn)的過程較為簡(jiǎn)單，性能更為可靠。然而現(xiàn)代大型的噴射引擎內(nèi)部構(gòu)造事實(shí)上非常精密，制作過程須要極高的工藝水平。

用日常生活常見的設(shè)備，當(dāng)然難以制作一具現(xiàn)代的噴射機(jī)，但卻不難制造一具與原始噴射機(jī)引擎相似的脈沖噴射引擎，順便多花些功夫，還可作一個(gè)可以升空的噴氣火箭。

所需的材料如下：

1. 一只高約14cm、直徑約7cm，裝面筋玻璃罐，一個(gè)淺淺的瓷碟。

2. 木材、一片壓克力板（選擇性的需求，玩這實(shí)驗(yàn)時(shí)擋住臉部）、酒精。

3. 厚紙板、從鋁罐上剪下的鋁片、牙簽等。（選擇性的需求，用來作風(fēng)火輪）

4. 防身用的電擊器（見圖一），電線、鱷魚夾、漆包線、鐵絲等。

圖一 防身用的電擊器，正在放電。

5. PET塑料制礦泉水瓶、PET塑料制汽水瓶、或?qū)毺仄浚?00ml左右）。

所需的工具有：AB膠、剪刀、美工刀、鉆子等。

實(shí)驗(yàn)：

吃完面筋之后，把玻璃罐和金屬蓋子洗凈，玻璃罐用膠帶纏繞以防萬一破裂，在金屬蓋子中心鉆一個(gè)直徑12 mm的孔。再制作一個(gè)支架，支架底部可放置淺瓷碟（見圖二），玻璃罐放在淺瓷碟中（以防玻璃罐破裂時(shí)，燃燒中的酒精漫流），支架一側(cè)架設(shè)兩漆包線，兩漆包線前端的距離最近（通以高壓電后，兩漆包線前端最近的地方才會(huì)出現(xiàn)電弧導(dǎo)通的現(xiàn)象）（見圖三），相距約5mm，兩漆包線前端應(yīng)可伸入蓋子中間的孔中（見圖四）。

圖二 支架底部可放置淺瓷碟，支架上兩漆包線用鱷魚夾連通電擊器的電極。

圖三 通高壓電后，漆包線前端會(huì)出現(xiàn)電弧。

圖四 玻璃罐放在淺瓷碟中，支架上的兩漆包線前端伸入蓋子的孔中。

先將支架上兩漆包線的后端，用鱷魚夾連通電擊器的電極（見圖二），準(zhǔn)備妥當(dāng)后待命。再在玻璃罐中倒入約20cc的酒精，蓋好蓋子，用手指按住蓋上的孔，用力搖晃罐子約10次，使部分酒精揮發(fā)成為酒精蒸汽，而與罐中的空氣混合，再迅速把罐子放在支架底部的瓷碟中，讓漆包線前端深入玻璃罐中?，F(xiàn)在，注意安全，按下電擊器的開關(guān)，漆包線前端產(chǎn)生放電火花，于是引燃罐中酒精連續(xù)間歇性閃燃，發(fā)出噴射的聲音，罐中火光閃閃（見圖五），沖出的氣體形成長(zhǎng)長(zhǎng)的藍(lán)色火焰（見圖六）。

圖五 罐中火光閃閃。

圖六 沖出藍(lán)色火焰。

若酒精未燒完要繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，須打開罐子，讓新鮮空氣流入，并在再次蓋好蓋子后搖動(dòng)數(shù)次，使酒精揮發(fā)，只要罐中有濃度夠的酒精氣體和新鮮空氣（氧氣要夠），即可再次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)時(shí)，罐中出現(xiàn)近似爆炸的閃燃，使罐中空氣溫度暴升，空氣體積膨脹，沖出罐外，因?yàn)楦咚贈(zèng)_出罐外的空氣具有慣性，于是瞬間會(huì)在罐中造成負(fù)壓（即罐中氣壓反而較低），又把新鮮空氣吸入罐中，再次發(fā)生酒精閃燃，又造成罐中氣體噴出，如此這般，高速重復(fù)這樣的過程而產(chǎn)生推力。此推力產(chǎn)生的原因與一種稱為噗噗船（putt putt boat或pop pop boat）原理相似。此外，也可在蓋子中間的孔上方約10cm處，加裝一個(gè)圓形厚紙板周圍黏上鋁片制成“風(fēng)火輪”，玻璃罐蓋子上的孔對(duì)準(zhǔn)上方“風(fēng)火輪”周圍的鋁片，罐中噴出的高溫氣流會(huì)高速轉(zhuǎn)動(dòng)“風(fēng)火輪”，可更明顯演示罐中噴出的高溫氣流。

如果意猶未盡，先在礦泉水瓶（PET塑料制汽水瓶或?qū)毺仄恳嗫桑┑纳w子中心鉆一個(gè)直徑5-7 mm 的孔（見圖七），用圓規(guī)在木板上畫出一比礦泉水瓶圓周稍大的圓，圓心附近鉆兩相距約5 mm的小孔，兩根鐵絲從下方穿出這小孔，在木板上方形成放電電極（見圖八），兩根鐵絲經(jīng)由電線連接電擊器;沿著木板上的圓等距鉆出六個(gè)洞，在洞中插入六根木桿，此六根木桿能包圍礦泉水瓶，使礦泉水瓶不會(huì)翻倒（見圖九）。清除礦泉水瓶中的水，倒入約5-10 ml的酒精，用力搖晃瓶子，盡可能使酒精揮發(fā)（氣溫若低于25 °C，可用熱水淋瓶子，促進(jìn)瓶中酒精蒸發(fā)），蓋好有孔的瓶蓋，倒立礦泉水瓶在六根木桿之間，兩根鐵絲從蓋上孔中伸入礦泉水瓶，凈空?qǐng)龅兀_始發(fā)射前倒數(shù)，按下電擊器開關(guān)，放電電極發(fā)生電弧，引燃酒精蒸汽，瓶中可見藍(lán)光火焰，夾雜噴氣與爆鳴聲，礦泉水瓶火箭立即激射升空。

圖七 PET塑料制汽水瓶的蓋子中心鉆一個(gè)直徑5--7mm 的孔。

圖八 木板上的圓等距插入六根木桿，圓心附近兩相距約5mm的小孔，兩根鐵絲從下方穿出這小孔，由電線連接電擊器。

圖九 木桿包圍的礦泉水瓶不會(huì)翻倒，汽水瓶火箭現(xiàn)已蓄勢(shì)待發(fā)（讀者不妨加裝尾翼和鼻錐）。

德軍的V1飛彈上的脈沖式噴射引擎多加了單向閥，使空氣只由后方噴出，但其基本原理事實(shí)上與這些簡(jiǎn)單的小火箭相去不遠(yuǎn)，而近代許多輝煌太空探測(cè)任務(wù)所倚賴的火箭，以及將航空工業(yè)推向更高境界的各式噴射引擎，居然始于這么簡(jiǎn)單的裝置，科學(xué)發(fā)展日新月異有時(shí)真不可思議。