1-01 什麼是引擎？
──原動機與引擎
「引擎」本指透過精密的設計及加工，使各種物品得以轉動的裝置。雖然汽車與航空同屬交通運輸工具之一，但各自引擎所被賦予的名稱卻有不同。讓我們來看看差異的原因。
首先，日本習慣用「原付」這個名詞，指的就是本身附有原動機的腳踏車。在汽機車領域中（泛指日本道路交通法上所稱的自動車），所謂的引擎，稱為「原動機」。原動機指的是將所有存在於自然界的能量，如水、電、熱等等，轉換為機械式熱能的動力裝置總稱。這些所謂的自動車不僅僅利用熱能，像無軌巴士、油電混合車、電動車、電動摩托車等等還必須同時利用電能，其動力都來自於「原動機」。
另一方面，在航空法上的航空界，所謂的引擎則稱為「發動機」。這是因為目前客機所使用的引擎都僅能利用熱能轉換為動力。一般而言，提到引擎，也幾乎都是指透過熱能產生動力的裝置。不過，說不定不久的將來，將會開發出利用電能的推進裝置，航空界也能使用「原動機」了呢！
依據不同的熱能利用方法，引擎也有分為外燃機與內燃機。外燃機中最具代表性的就是可強力推動蒸氣火車頭的蒸汽引擎；內燃機則以能讓汽車高速行走的活塞引擎最具代表性。而本書的主角─讓客機於空中飛翔的噴射引擎則也屬於內燃機
之一。
1-02 噴射引擎在地面時的工作
──沒有力氣就無法工作
蒸汽引擎或活塞引擎的工作，就是要推動火車頭及汽車朝向目的地前進。噴射引擎卻不僅僅是單純地讓飛機向前，更重要的是必須產生足以支撐飛機停留在空中的升力。要確認這個最重要的工作以前，首先，讓我們先來看看噴射引擎在地面時的工作。
當引擎啟動前往跑道時，如果飛機夠輕，即使在怠速狀態下（等同於汽車不踩油門的狀態），只要把剎車放掉，就會自然地緩緩向前。不過，以一般飛機的重量而言，不提供大於引擎怠速時的出力，是無法讓飛機移動的。
一旦飛機開始移動，機輪與滑行道（往跑道的通道）之間的摩擦力會比靜止時的摩擦力還要小，只要持續提高引擎出力，飛機就會加速。如果要以一定的速度前進，那麼，引擎出力與摩擦力，也就是前進的力量與妨礙前進的力量就必須相
同，達到一個力平衡的狀態。這就像是開車時若想維持一定的速度前進，就必須固定以某種程度持續踩著油門一樣。
也許有人會覺得很困惑。如果前進的力和阻力相同，飛機不是應該停留在原地不動嗎？的確，當飛機處於靜止狀態，兩個力量相等的話，飛機是不會動的；但只要飛機開始移動，兩個力量相等便可使飛機以一定的速度向前。這稱為慣性。慣性擁有一個只要保持力量相等，就能持續運動狀態的性質。
1-03 噴射引擎在起飛時的工作
──在規定跑道內的重大工作
當飛機進入到地面上的目的地─跑道後，接著就準備飛向天空。所謂起飛，是在規定的跑道內，可以離地並朝向天空穩定上升的階段。
飛機，嚴格說起來是客機，並非是到了跑道終端才離開地面。起飛距離，是指從飛機的機輪離地（機身離開跑道而揚起）開始，一直到安全上升至跑道末端距離地面10.7m（35英呎）的高度為止的水平距離。因此，當飛機高度到達10.7m時，飛機才算是升空，而非機輪離地的那個時間點。
飛機之所以能夠升空，靠的是機翼產生的升力（藉由空氣所產生與飛行方向垂直的力）。不過，即便如此，並不表示升力必須大於飛機的重量才能將飛機送上空中。升力與飛機的重量之間是一種對等關係。當這種上下的對等關係被破壞，不只是飛機無法穩定地飛行，連機翼的強度也會受損。
因此，重達350噸的飛機要起飛所需的升力雖為350噸，但不表示引擎就必須提供350噸的出力。假設從機場航廈屋頂觀察飛機起飛的狀況，我們會發現重量為350噸的飛機升空所需時間為42秒27，距離則為2,600m。從這個觀測結果看來，引擎僅需提供不到飛機重量的三分之一，也就是約104噸的引擎出力，就能夠完成起飛。
3-01 氣球飛竄的力道
──飛竄的強度與力之間的關係
想要了解引擎構造或引擎推力之前，讓我們先思考氣球飛竄的原因以及令氣球飛竄的力量來源。
當我們放開吹飽的氣球吹氣口，隨著空氣瞬間噴出，氣球也跟著飛竄。不過這並不是因為吹氣口噴出的空氣擠壓周邊空氣所造成的。氣球之所以會這樣飛，與周邊空氣無關，而是氣球內所噴出空氣的反作用力。也就是說，氣球會以噴出空氣的強度，往反方向飛竄。同理可知，即使在沒有空氣的外太空，氣球也能夠飛竄。
噴出的空氣量愈多，或是噴出的強度愈強，氣球就愈會飛。就像丟棒球一樣，硬的球比軟的球飛得遠、球速愈快、球的態勢愈是強勁。從這樣的原理，會歸納出以下公式：
（氣球飛竄的強度）＝（噴出的空氣量）×（空氣噴出的速度）
此外，氣球飛竄的強度也會隨著時間產生變化，這是因為發生在氣球本身的作用力大小會改變。換句話說，每一秒鐘噴出的空氣強度會與氣球所承受的作用力相等，因此：
（氣球飛竄的力量）＝（每秒噴出的空氣量）×（空氣噴出的速度）
從這個公式我們不難了解，多少量的空氣、以多快的速度噴出，會決定氣球飛竄的力量。
3-02 噴射引擎的力道
──籠統的說，就與氣球無異
空氣之所以會從氣球內往外噴，是由於氣球內的空氣受到橡膠張力壓縮，使得氣球內部氣壓高於外部所致。就如同水往低處流一樣，空氣也會從氣壓較高的氣球內部自然地向外噴出。這證明了壓縮空氣擁有讓氣球飛竄的能力，換句話說，壓縮空氣本身是夾帶著能量的。
說個題外話，挾帶強風豪雨的颱風算是很恐怖的氣象現象吧。假設颱風的氣壓為980hPa，相對於1大氣壓力的1013hPa，氣壓差異僅有3%。這樣的微小數據變化一般人根本不會去注意，然而就在這麼一點點的差異中，竟然蘊藏了大量的能量。
噴射引擎的原理和氣球完全相同，利用壓縮空氣的能量向後噴射所形成的反作用力來取得推力。如水從愈高處流下，其衝力愈強。空氣也一樣，氣壓的差異愈大，空氣噴出的強度愈強。假設氣球內的氣壓和颱風一樣有3%的氣壓差異，也就是1.03大氣壓力，換成噴射引擎的話，可以壓縮到30大氣壓力，因此可以發揮極大的力量。
但是，不論壓縮空氣擁有多大的能量，飛機無法像氣球一樣僅靠壓縮空氣就飛翔。與即使在太空中都能飛翔的氣球不同，若缺少了製造升力的空氣，飛機是無法飛行的。因此，不像氣球那樣只需將壓縮空氣儲存，飛機必須不斷大量吸入周圍空氣後壓縮，再以連續噴射的方式才得以飛翔。
──原動機與引擎
「引擎」本指透過精密的設計及加工，使各種物品得以轉動的裝置。雖然汽車與航空同屬交通運輸工具之一，但各自引擎所被賦予的名稱卻有不同。讓我們來看看差異的原因。
首先，日本習慣用「原付」這個名詞，指的就是本身附有原動機的腳踏車。在汽機車領域中（泛指日本道路交通法上所稱的自動車），所謂的引擎，稱為「原動機」。原動機指的是將所有存在於自然界的能量，如水、電、熱等等，轉換為機械式熱能的動力裝置總稱。這些所謂的自動車不僅僅利用熱能，像無軌巴士、油電混合車、電動車、電動摩托車等等還必須同時利用電能，其動力都來自於「原動機」。
另一方面，在航空法上的航空界，所謂的引擎則稱為「發動機」。這是因為目前客機所使用的引擎都僅能利用熱能轉換為動力。一般而言，提到引擎，也幾乎都是指透過熱能產生動力的裝置。不過，說不定不久的將來，將會開發出利用電能的推進裝置，航空界也能使用「原動機」了呢！
依據不同的熱能利用方法，引擎也有分為外燃機與內燃機。外燃機中最具代表性的就是可強力推動蒸氣火車頭的蒸汽引擎；內燃機則以能讓汽車高速行走的活塞引擎最具代表性。而本書的主角─讓客機於空中飛翔的噴射引擎則也屬於內燃機
之一。
1-02 噴射引擎在地面時的工作
──沒有力氣就無法工作
蒸汽引擎或活塞引擎的工作，就是要推動火車頭及汽車朝向目的地前進。噴射引擎卻不僅僅是單純地讓飛機向前，更重要的是必須產生足以支撐飛機停留在空中的升力。要確認這個最重要的工作以前，首先，讓我們先來看看噴射引擎在地面時的工作。
當引擎啟動前往跑道時，如果飛機夠輕，即使在怠速狀態下（等同於汽車不踩油門的狀態），只要把剎車放掉，就會自然地緩緩向前。不過，以一般飛機的重量而言，不提供大於引擎怠速時的出力，是無法讓飛機移動的。
一旦飛機開始移動，機輪與滑行道（往跑道的通道）之間的摩擦力會比靜止時的摩擦力還要小，只要持續提高引擎出力，飛機就會加速。如果要以一定的速度前進，那麼，引擎出力與摩擦力，也就是前進的力量與妨礙前進的力量就必須相
同，達到一個力平衡的狀態。這就像是開車時若想維持一定的速度前進，就必須固定以某種程度持續踩著油門一樣。
也許有人會覺得很困惑。如果前進的力和阻力相同，飛機不是應該停留在原地不動嗎？的確，當飛機處於靜止狀態，兩個力量相等的話，飛機是不會動的；但只要飛機開始移動，兩個力量相等便可使飛機以一定的速度向前。這稱為慣性。慣性擁有一個只要保持力量相等，就能持續運動狀態的性質。
1-03 噴射引擎在起飛時的工作
──在規定跑道內的重大工作
當飛機進入到地面上的目的地─跑道後，接著就準備飛向天空。所謂起飛，是在規定的跑道內，可以離地並朝向天空穩定上升的階段。
飛機，嚴格說起來是客機，並非是到了跑道終端才離開地面。起飛距離，是指從飛機的機輪離地（機身離開跑道而揚起）開始，一直到安全上升至跑道末端距離地面10.7m（35英呎）的高度為止的水平距離。因此，當飛機高度到達10.7m時，飛機才算是升空，而非機輪離地的那個時間點。
飛機之所以能夠升空，靠的是機翼產生的升力（藉由空氣所產生與飛行方向垂直的力）。不過，即便如此，並不表示升力必須大於飛機的重量才能將飛機送上空中。升力與飛機的重量之間是一種對等關係。當這種上下的對等關係被破壞，不只是飛機無法穩定地飛行，連機翼的強度也會受損。
因此，重達350噸的飛機要起飛所需的升力雖為350噸，但不表示引擎就必須提供350噸的出力。假設從機場航廈屋頂觀察飛機起飛的狀況，我們會發現重量為350噸的飛機升空所需時間為42秒27，距離則為2,600m。從這個觀測結果看來，引擎僅需提供不到飛機重量的三分之一，也就是約104噸的引擎出力，就能夠完成起飛。
3-01 氣球飛竄的力道
──飛竄的強度與力之間的關係
想要了解引擎構造或引擎推力之前，讓我們先思考氣球飛竄的原因以及令氣球飛竄的力量來源。
當我們放開吹飽的氣球吹氣口，隨著空氣瞬間噴出，氣球也跟著飛竄。不過這並不是因為吹氣口噴出的空氣擠壓周邊空氣所造成的。氣球之所以會這樣飛，與周邊空氣無關，而是氣球內所噴出空氣的反作用力。也就是說，氣球會以噴出空氣的強度，往反方向飛竄。同理可知，即使在沒有空氣的外太空，氣球也能夠飛竄。
噴出的空氣量愈多，或是噴出的強度愈強，氣球就愈會飛。就像丟棒球一樣，硬的球比軟的球飛得遠、球速愈快、球的態勢愈是強勁。從這樣的原理，會歸納出以下公式：
（氣球飛竄的強度）＝（噴出的空氣量）×（空氣噴出的速度）
此外，氣球飛竄的強度也會隨著時間產生變化，這是因為發生在氣球本身的作用力大小會改變。換句話說，每一秒鐘噴出的空氣強度會與氣球所承受的作用力相等，因此：
（氣球飛竄的力量）＝（每秒噴出的空氣量）×（空氣噴出的速度）
從這個公式我們不難了解，多少量的空氣、以多快的速度噴出，會決定氣球飛竄的力量。
3-02 噴射引擎的力道
──籠統的說，就與氣球無異
空氣之所以會從氣球內往外噴，是由於氣球內的空氣受到橡膠張力壓縮，使得氣球內部氣壓高於外部所致。就如同水往低處流一樣，空氣也會從氣壓較高的氣球內部自然地向外噴出。這證明了壓縮空氣擁有讓氣球飛竄的能力，換句話說，壓縮空氣本身是夾帶著能量的。
說個題外話，挾帶強風豪雨的颱風算是很恐怖的氣象現象吧。假設颱風的氣壓為980hPa，相對於1大氣壓力的1013hPa，氣壓差異僅有3%。這樣的微小數據變化一般人根本不會去注意，然而就在這麼一點點的差異中，竟然蘊藏了大量的能量。
噴射引擎的原理和氣球完全相同，利用壓縮空氣的能量向後噴射所形成的反作用力來取得推力。如水從愈高處流下，其衝力愈強。空氣也一樣，氣壓的差異愈大，空氣噴出的強度愈強。假設氣球內的氣壓和颱風一樣有3%的氣壓差異，也就是1.03大氣壓力，換成噴射引擎的話，可以壓縮到30大氣壓力，因此可以發揮極大的力量。
但是，不論壓縮空氣擁有多大的能量，飛機無法像氣球一樣僅靠壓縮空氣就飛翔。與即使在太空中都能飛翔的氣球不同，若缺少了製造升力的空氣，飛機是無法飛行的。因此，不像氣球那樣只需將壓縮空氣儲存，飛機必須不斷大量吸入周圍空氣後壓縮，再以連續噴射的方式才得以飛翔。
