Газ (или рабочее тело) выбрасывается из сопла двигателя с очень большой скоростью и, подчиняясь закону сохранения импульса, преобразуется в реактивную силу, которая мощно толкает двигатель в направлении, противоположном движению истекающего газа. С целью разгона рабочего тела также возможно использование теплового нагрева и энергии работы других двигателей – ионного и фотонного. В конструкцию реактивного двигателя входит собственно двигатель с движителем, за счет чего обеспечивается самостоятельное непосредственное движение двигателя без участия промежуточных механизмов.

Реактивный двигатель имеет свои преимущества перед двигателем с винтовой тягой, основное из которых состоит в том, что максимальная тяга, развиваемая им при увеличении скорости полета в широком диапазоне скоростей, продолжает оставаться постоянной, претерпевает незначительные изменения или даже может увеличиваться. Реактивный двигатель иногда называют двигателем прямой реакции.

Реактивный двигатель существует двух разновидностей: воздушно-реактивный и ракетный.

Воздушно-реактивный двигатель относится к тепловым двигателям, рабочее тело или газ которых образуется в результате реакции окисления (сгорания) горючего вещества кислородом атмосферного воздуха. При истечении газов, которые образуются в результате сгорания топлива, из реактивного сопла возникает сила тяги. С целью увеличения скорости, с которой газы выбрасываются из сопла, поступающий в камеру сгорания воздушно-реактивного двигателя воздух дополнительно сжимают. С помощью работы воздушно-реактивных двигателей приводятся в движения воздушные летательные аппараты: самолеты, вертолеты, крылатые ракеты.

В свою очередь, воздушно-реактивные двигатели подразделяются на следующие типы в зависимости от механизма, который используется для сжатия воздуха, поступающего в камеру сгорания: прямоточные воздушно-реактивные двигатели (ПВРД), пульсирующие воздушно-реактивные двигатели (ПуВРД), турбореактивные двигатели (ТРД). Прямоточные воздушно-реактивные двигатели: сжатие воздуха, поступающего в камеру сгорания, осуществляется за счет кинетической энергии набегающего потока воздуха. При этом, если скорость полета получается в 2 раза ниже скорости звука, происходит лишь незначительное повышение давления воздуха в диффузоре. Все это ведет к тому, что получаемая на выходе из сопла сила тяги недостаточна для выхода на рабочие скорости, а при нулевой скорости полностью отсутствует. Поэтому для выхода на рабочие скорости, когда число Маха (цифровое значение скорости звука) > 0,5, используются специальные дополнительные ускорители.

Преимущества ПВРД заключаются в незамысловатости конструкции, отсутствии движущихся частей, экономичности обслуживания двигателя по сравнению с ракетными двигателями, так как окислитель горючего (кислород атмосферного воздуха) достается бесплатно. Еще одним преимуществом является способность двигателя работать на больших скоростях и высотах полета, чем ТРД.

Недостатки ПВРД – отсутствие стартовой тяги, неэффективность двигателя при скоростях полета меньше звуковой скорости.

Существует также гиперзвуковой прямоточный воздушно-реактивный двигатель (ГПВРД), у которого скорость сгорания горючего достигает 5–10 М. Однако при этих преимуществах конструкция стандартного ПВРД требует существенных конструктивных изменений, поэтому ГПВРД в настоящее время находятся в стадии испытаний.

Пульсирующие воздушно-реактивные двигатели: камера сгорания имеет входные клапаны и длинное выходное сопло цилиндрической формы, что обеспечивает порционную периодическую подачу горючего и воздуха в камеру сгорания. При этом цикл работы двигателя последовательно проходит следующие фазы:

1) сначала происходит открытие входных клапанов и в камеру сгорания поступает воздушно-топливная смесь;

2) затем свеча зажигания выбивает искру, которая поджигает воздушно-топливную смесь; в результате возгорания смеси в камере сгорания образуется избыточное давление, которое закрывает входные клапаны;

3) образовавшийся в процессе сгорания смеси газ (рабочее тело) истекает из сопла и создает реактивную тягу.

ПуВРД устанавливался на немецкие самолеты Фау-1. В настоящее время ПуВРД используется на легких самолетах-мишенях как силовая установка. Большим недостатком этого двигателя является объем средств, необходимый для его обслуживания. В связи с этим ПуВРД не нашел широкого применения в авиации.

Турбореактивный двигатель снабжен компрессором, соединенным приводом с газовой турбиной. Это дополнение позволяет создавать сжатие воздуха, достаточное для обеспечения большой скорости выброса газов из сопла, соответственно, и большую силу тяги независимо от скорости полета.

Ракетные двигатели устанавливаются в основном на космических кораблях. Преимущество такого двигателя в том, что он включает в себя все компоненты рабочего тела на борту. Это позволяет ему работать в безвоздушном пространстве.