谢怀杰
摘要：火箭发动机推力方程
作为火箭气体动力学的基础公式，在运载火箭技术中有着广泛的应用，但该方程中的空气静力项
是将推力室从火箭中分离出来并在静态喷气状态下建立的。本文根据气动阻力理论，采用理论分析的方法，发现当火箭在大气中作惯性运动时所产生的“火箭前后空气静力差
”已包含有“推力室内外空气静力差”，而是火箭气动阻力X 的一部分，这样，当我们按
摘要：火箭发动机推力方程
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求在大气中作超音速动力飞行的火箭的垂直加速度
时，喷气反作用力
被不合理地减去了两次
。本文修正了上述错误，并提出新的火箭发动机推力方程。
关键词：大气静压；气动阻力；禁信原理；火箭发动机推力
1、前言
下文从飞机上发射火箭和在大气中作动力飞行的火箭这两类常见的工作状态来质疑推力方程中的项，然后再从理论上论证火箭气动阻力公式中隐含有这一物理量，以证明推力方程是抵触更早建立且较通用的气动阻力公式的。
2、现行的火箭发动机推力方程中的项是这样建立的
现行观点认为：火箭发动机推力是当火箭发动机工作时，作用在推力室内外壁上诸力的合力。这可用方程表示如下：
式中Ｐ为火箭发动机推力，m为每秒喷气质量，
为喷气速度，
为大气静压，
为喷口处燃气静压，
为喷口截面积，是燃气作用在推力室内壁面上的合力，称为“反作用力”。是推力室外壁面上大气压力的合力，一般称为“外力项”。
我认为，原来在建立推力方程的外力项时，是把推力室从火箭中分离出来并以静态喷气状态为依据的：当火箭被固定在大气静压为的静止的发射台或试车台上未喷气时，作用于推力室内外壁面的大气静压相同，没有出现“
推力室内外空气静力差”，当推力室喷出超音速流时，由于冯'卡门的超音速流 “ 禁信原理”
作用，大气静压不能逆流通过超音速流进入推力室，这时推力室内部从有大气静压变成没有大气静压，因而产生了与反作用力方向相反的大气静力合力（图1）。故火箭发动机推力值为
。
图1
由此，我们可得出这样一个结论：处在大气静压为中的静止的火箭发动机喷出超音速流产生反作用力时，同时也将推力室内壁面上作用着的大气静压排除掉，结果产生了一个不利于反作用力的副作用。
为使以后推理清晰，这里将原来称呼“”为
“推力室外壁面上大气压力的合力 ”或“外力项” 按其物理性质称为 “推力室内外空气静力差 ”。
原来只单独用静止的推力室在大气静压环境中喷出超音速流这一状态来建立推力方程中的，并只用火箭与空气相对静止的 “火箭高空模拟实验”
证实的项，虽有一定的依据，但是只适用于火箭立在大气中固定的发射台上喷气而未上升的起动状态，却不适用于火箭被带在飞机上的发射状态和火箭在大气中的动力飞行这较长时间的工作状态。
3、物理定律不允许存在反例，下面列举两种常见的反例证明推力方程中的是 “
以偏概全” 的：
3.1 、现今用飞机来发射火箭、导弹已是常事，这里分超音速和亚音速飞机发射火箭的具体事实对推力方程中的项逐一进行讨论。
3.1.1、当火箭被带在大气静压为中的超音速飞机上未喷气时，根据气动阻力理论，由于空气的粘性、惯性和其传播速度等于音速等特性，不能及时填补火箭后端面附近的空间，这时火箭后端面包括推力室内部已形成技术真空，从而使推力室内没有大气静压作用（即使推力室内尚有少许空气分子，也因大气静压的传播速度等于音速不能对以音速或超音速前进的推力室内部前壁面发生作用。），而推力室外壁面作用着大气静压，因而产生了
“ 推力室内外气静力差 ”
（图2）。
用“关系思维”可看到：因推力室是火箭的一个部件，故作用于推力室外壁面的大气静压与作用于火箭壳体内的大气静压互为抵销，这样，大气静压作用于推力室外壁面这一部位的合力就归结为大气静压作用于火箭壳体外壁面的相应部位的合力；由于推力室外壁面在火箭运动方向的投影等于喷口截面积，因而是火箭特征截面积S的一部份。故当火箭在大气中作被动的超音速运动时所产生的“火箭前后空气静力差”就包含有“推力室内外空气静力差”
这一物理量，而与火箭运动产生的空气速压
等组成了火箭气动阻力 X（关于公式
包含有的理论证明在第 4 点进行）。显然，这时包含有的火箭气动阻力X暂时由火箭的载体即飞机推力承担。现在令火箭发动机喷气，我们注意到，在火箭推力室喷气之前，推力室内已没有大气静压，可说推力室在产生反作用力时并没有客观条件可让它产生副作用，在求火箭发动机推力时当然就不必从反作用力中减去。若这时依然在推力方程中再出现项，就没有依据了。
3.1.2、
亚音速匀速的飞机上尚未喷气时，火箭后端面附近包括推力室内部已形成部份真空，设运动体前后的空气静压差与运动体亚音速速度成线性关系，则这时作用于火箭后端面及推力室内壁面的大气静压为
，由于火箭的亚音速运动造成的“火箭前后空气静力差
”
包含有“推力室内外空气静力差
”，而与火箭运动的空气速压组成了火箭气动阻力X。这时，令推力室喷出超音速流产生推力，由于在未喷气前，推力室内只存的大气静压，喷气流最多也只能产生
的副作用，故这时火箭发动机推力方程的项实际应为。由此证明推力方程中的也是不能准确概括这一状态的。
3 .2 、火箭在大气中作动力飞行时，推力方程就与火箭气动阻力公式发生矛盾。
这里用在大气静压为的环境中作超音速动力飞行和亚音速动力飞行的火箭分别进行讨论。
3 .
关键词：大气静压；气动阻力；禁信原理；火箭发动机推力
1、前言
下文从飞机上发射火箭和在大气中作动力飞行的火箭这两类常见的工作状态来质疑推力方程中的
2、现行的火箭发动机推力方程中的
现行观点认为：火箭发动机推力是当火箭发动机工作时，作用在推力室内外壁上诸力的合力。这可用方程表示如下：
式中Ｐ为火箭发动机推力，m为每秒喷气质量，
我认为，原来在建立推力方程的外力项
图1
由此，我们可得出这样一个结论：处在大气静压为
为使以后推理清晰，这里将原来称呼“
原来只单独用静止的推力室在大气静压
3、物理定律不允许存在反例，下面列举两种常见的反例证明推力方程中的
3.1 、现今用飞机来发射火箭、导弹已是常事，这里分超音速和亚音速飞机发射火箭的具体事实对推力方程中的
3.1.1、当火箭被带在大气静压为
用“关系思维”可看到：因推力室是火箭的一个部件，故作用于推力室外壁面的大气静压与作用于火箭壳体内的大气静压互为抵销，这样，大气静压作用于推力室外壁面这一部位的合力就归结为大气静压作用于火箭壳体外壁面的相应部位的合力；由于推力室外壁面在火箭运动方向的投影等于喷口截面积
3.1.2、
3 .2 、火箭在大气中作动力飞行时，推力方程就与火箭气动阻力公式发生矛盾。
这里用在大气静压为
3 .