Физика. Реактивно движение в природата и технологиите. Интересна информация за реактивното задвижване Къде се среща реактивното задвижване в природата

Многотонни космически кораби се издигат в небето, а прозрачни желатинови медузи, сепии и октоподи ловко маневрират в морските води - какво общо имат? Оказва се, че и в двата случая за придвижване се използва принципът на реактивното задвижване. Именно на тази тема е посветена днешната ни статия.

Да погледнем историята

Повечето първите достоверни сведения за ракетите датират от 13 век.Те са били използвани от индусите, китайците, арабите и европейците в битка като бойно и сигнално оръжие. Последваха векове на почти пълно забрава на тези устройства.

В Русия идеята за използване на реактивен двигател беше възродена благодарение на работата на революционера Николай Кибалчич. Седейки в кралските подземия, той се развива руски проектреактивен двигател и самолет за хора. Кибалчич е екзекутиран, а проектът му дълги години събира прах в архивите на царската тайна полиция.

Основните идеи, чертежи и изчисления на този талантлив и смел човек получиха по-нататъчно развитиев работите на К. Е. Циолковски, който предлага използването им за междупланетни комуникации. От 1903 до 1914 г. той публикува редица трудове, в които убедително доказва възможността за използване на реактивно задвижване за изследване на космоса и обосновава целесъобразността от използване на многостепенни ракети.

Много научни разработки на Циолковски все още се използват в ракетната техника.

Биологични ракети

Как общо взето възникна идеята за преместване, започвайки от собствения си реактивен поток?Може би, наблюдавайки отблизо морския живот, жителите на крайбрежните зони забелязаха как това се случва в животинското царство.

Например, мидасе движи поради реактивната сила на водната струя, изхвърлена от черупката по време на бързото компресиране на нейните клапани. Но той никога няма да се справи с най-бързите плувци – калмарите.

Техните ракетоподобни тела се втурват с опашка напред, изхвърляйки натрупаната вода от специална фуния. се движат по същия принцип, изстисквайки водата чрез свиване на прозрачния си купол.

Природата е надарила с "реактивен двигател" и растение, наречено "пръскаща краставица".Когато плодовете му са напълно узрели, в отговор на най-малкото докосване, той изхвърля глутена със семената. Самият плод се изхвърля в обратна посока на разстояние до 12 м!

Нито морският живот, нито растенията познават физическите закони, лежащи в основата на този начин на движение. Ще се опитаме да го разберем.

Физически основи на принципа на реактивното задвижване

Нека първо се обърнем към най-простия експеримент. Надуйте гумена топкаи без да се връзваме, да отидем в свободен полет. Бързото движение на топката ще продължи, докато струята въздух, излъчвана от нея, е достатъчно силен.

За да обясним резултатите от този експеримент, трябва да се обърнем към Закон III, който гласи, че две тела си взаимодействат със сили, равни по големина и противоположни по посока.Следователно силата, с която топката действа върху изтичащите от нея струи въздух, е равна на силата, с която въздухът изтласква топката от себе си.

Нека прехвърлим това разсъждение на ракетата. Тези устройства изхвърлят част от масата си с голяма скорост, в резултат на което самите те получават ускорение в обратна посока.

От гледна точка на физиката, това процесът се обяснява ясно със закона за запазване на импулса.Импулсът е произведението на масата на тялото спрямо неговата скорост (mv) Докато ракетата е в покой, нейната скорост и импулс са равни на нула. Ако от него се изхвърли струен поток, тогава останалата част, съгласно закона за запазване на импулса, трябва да придобие такава скорост, че общият импулс все още е равен на нула.

Нека се обърнем към формулите:

m g v g + m p v p = 0;

m g v g = - m p v p,

където m g v gимпулс, създаден от газова струя, m p v p импулс, получен от ракетата.

Знакът минус показва, че посоката на движение на ракетата и струята е противоположна.

Структурата и принципът на работа на реактивния двигател

В технологиите реактивните двигатели пускат в движение самолети, ракети и изстрелват космически кораби в орбити. В зависимост от предназначението те имат различно устройство. Но всеки от тях има запас от гориво, камера за неговото изгаряне и дюза, която ускорява струята.

Междупланетните автоматични станции са оборудвани също с инструментално отделение и кабини със система за поддържане на живота на астронавтите.

Съвременните космически ракети са сложни, многостепенни самолети, които използват най-новите постижения в инженерството. След изстрелването горивото в долната степен първо изгаря, след което се отделя от ракетата, намалявайки общата й маса и увеличавайки скоростта.

След това на втория етап се изразходва гориво и т. н. Накрая самолетът се извежда на предварително определена траектория и започва самостоятелен полет.

Да помечтаем малко

Великият мечтател и учен К. Е. Циолковски даде на бъдещите поколения увереността, че реактивните двигатели ще позволят на човечеството да излезе от земната атмосфера и да се втурне в космоса. Прогнозата му се сбъдна. Луната и дори далечни комети се изследват успешно от космически кораби.

В космонавтиката се използват течни реактивни двигатели. Използване на петролни продукти като гориво, но скоростите, които могат да се получат с тяхна помощ, са недостатъчни за много дълги полети.

Може би вие, скъпи наши читатели, ще станете свидетели на полетите на земляни до други галактики с превозни средства с ядрени, термоядрени или йонни реактивни двигатели.

Ако това съобщение е полезно за вас, ще се радвам да ви видя.

Законът за запазване на импулса е от голямо значение при разглеждането на реактивното задвижване.
Под реактивно задвижванеразбиране на движението на тяло, което се случва, когато част от него се отдели с определена скорост спрямо него, например, когато продуктите от горенето изтичат от дюзата на реактивен самолет. В случая т.нар Реактивна силабутане на тялото.
Особеността на реактивната сила е, че тя възниква в резултат на взаимодействието на части от самата система без никакво взаимодействие с външни тела.
Докато силата, придаваща ускорение, например на пешеходец, кораб или самолет, възниква само поради взаимодействието на тези тела със земята, водата или въздуха.

Така че движението на тялото може да се получи в резултат на изтичане на струя течност или газ.

В природата реактивно задвижванее присъщо главно на живите организми, които живеят във водната среда.

В технологиите реактивното задвижване се използва в речния транспорт (реактивни двигатели), в автомобилната индустрия (състезателни автомобили), във военното дело, в авиацията и космонавтиката.
Всички съвременни високоскоростни самолети са оборудвани с реактивни двигатели. те са в състояние да осигурят необходимата скорост на полета.
Невъзможно е да се използват двигатели, различни от реактивни двигатели в космоса, тъй като там няма опора, от която да се получи ускорение.

Историята на развитието на реактивната технология

Създателят на руската военна ракета е артилерийският учен К.И. Константинов. С тегло от 80 кг обхватът на ракетата Константинов достига 4 км.

Идеята за използване на реактивно задвижване в самолет, проектът на реактивно аеронавигационно устройство, е предложена през 1881 г. от Н.И. Кибалчич.

През 1903 г. известният физик К.Е. Циолковски доказа възможността за полет в междупланетното пространство и разработи проекта на първия ракетен самолет с течно-реактивен двигател.

К.Е. Циолковски проектира космически ракетен влак, съставен от поредица от ракети, които работят на свой ред и изчезват, когато горивото се изразходва.

Принципи на използване на реактивни двигатели

Сърцето на всеки реактивен двигател е горивна камера, в която по време на изгарянето на горивото се образуват газове, които имат много висока температура и оказват натиск върху стените на камерата. Газовете се изхвърлят от тясна ракетна дюза с висока скорост и създават реактивна тяга. В съответствие със закона за запазване на импулса, ракетата придобива скорост в обратна посока.

Инерцията на системата (продукти от горене на ракети) остава нула. Тъй като масата на ракетата намалява, дори при постоянна скорост на изтичане на газ, нейната скорост ще се увеличава, постепенно достигайки максималната си стойност.
Движението на ракета е пример за движение на тяло с променлива маса. За да се изчисли скоростта му, се използва законът за запазване на импулса.

Реактивните двигатели се делят на ракетни двигатели и реактивни двигатели.

Ракетни двигателиса твърди или течни горива.
При ракетните двигатели с твърдо гориво горивото, съдържащо както горим, така и окислител, ще се изхвърля във вътрешността на горивната камера на двигателя.
V течни реактивни двигателипредназначени за изстрелване на космически кораби, горивото и окислителят се съхраняват отделно в специални резервоари и се изпомпват в горивната камера с помощта на помпи. Те могат да използват керосин, бензин, алкохол, течен водород и др. като гориво, а течният кислород може да се използва като окислител, необходим за горенето. азотна киселина, и т.н.

Съвременните тристепенни космически ракети се изстрелват вертикално и след преминаване през плътни слоеве на атмосферата се прехвърлят към полет в дадена посока. Всяка ракетна степен има собствен резервоар за гориво и резервоар за окислител, както и собствен реактивен двигател. Тъй като горивото изгаря, отработените ракетни степени се изхвърлят.

Въздушно-реактивни двигателив момента се използва главно в самолетите. Основната им разлика от ракетните двигатели е, че кислородът от въздуха, влизащ в двигателя от атмосферата, служи като окислител при изгарянето на горивото.
Въздушно-реактивните двигатели включват двигатели с турбокомпресор с аксиални и центробежни компресори.
Въздухът в тези двигатели се изтегля и компресира от компресор, задвижван от газова турбина. Газовете, напускащи горивната камера, създават реактивна сила на тяга и въртят ротора на турбината.

При много високи скорости на полета компресирането на газове в горивната камера може да се осъществи поради насрещния входящ въздушен поток. Няма нужда от компресор.

Завършено:
Студент
Групи 1-121
Окунева Алена
Проверено:
P.L. Винеаминовна

град Перевоз
2011 г
съдържание:

Въведение: какво е Реактивно задвижване………………………………………………………… …..…………………………………..3
Закон за запазване на импулса ………………………………………………………………… .4
Приложение на реактивното задвижване в природата ………………………… ..….… .... 5
Приложение на реактивното задвижване в технологията ……. ………………… ...… ..….… .6
Реактивно задвижване „Междуконтинентална ракета“ ………… .. ……… ...… 7
Физическите основи на реактивния двигател..................... .................... 8
Класификация на реактивните двигатели и особености на тяхното използване ……………………………………………………………………. …………. …… .9
Характеристики на проектирането и създаването на самолет ... ... ... 10
Заключение ……………………………………………………………………………………………… .11
Списък на използваната литература …………………………………………………………

"Реактивно задвижване"
Реактивното движение е движението на тялото поради отделянето от него с определена скорост на някои негови части. Реактивното движение се описва въз основа на закона за запазване на импулса.
Реактивното задвижване, което сега се използва в самолети, ракети и космически снаряди, е характерно за октоподи, калмари, сепии, медузи - всички те, без изключение, използват реакцията (отката) на хвърлената водна струя за плуване.
Примери за реактивно задвижване могат да бъдат намерени и в растителния свят.
В южните страни има растение, наречено "луда краставица". Човек трябва само леко да докосне зрелия плод, подобен на краставица, тъй като той отскача от дръжката и през дупката, образувана от плода, течност със семена изтича като фонтан със скорост до 10 m / s.

В същото време самите краставици излитат в обратната посока. Луда краставица (иначе се нарича "дамски пистолет") стреля повече от 12 m.

"Закон за запазване на импулса"
В затворена система векторната сума от импулсите на всички тела, включени в системата, остава постоянна за всякакви взаимодействия между телата на тази система.
Този основен закон на природата се нарича закон за запазване на импулса. Това е следствие от втория и третия закон на Нютон. Да разгледаме две взаимодействащи тела, които са част от затворена система.
Силите на взаимодействие между тези тела ще бъдат обозначени с и Според третия закон на Нютон Ако тези тела взаимодействат през време t, тогава импулсите на силите на взаимодействие са еднакви по големина и насочени в противоположни посоки: Приложете към тези тела вторият закон на Нютон:

„Използването на реактивно задвижване в природата“
Реактивното задвижване се използва от много мекотели - октоподи, калмари, сепии. Например, мекотелът се движи напред поради реактивната сила на струя вода, изхвърлена от черупката, когато клапаните му са рязко компресирани.

октопод
Сепията, подобно на повечето главоноги, се движи във водата по следния начин. Той изтегля вода в хрилената кухина през страничния процеп и специална фуния пред тялото и след това енергично изхвърля струя вода през фунията. Сепията насочва тръбата на фунията отстрани или назад и бързо изстисквайки вода от нея, може да се движи в различни посоки.
Салпата е морско животно с прозрачно тяло, когато се движи, получава вода през предния отвор, а водата навлиза в широка кухина, вътре в която хрилете са опънати диагонално. Веднага след като животното отпие дълга глътка вода, дупката се затваря. След това надлъжните и напречните мускули на салпата се свиват, цялото тяло се свива и водата се изтласква през задния отвор. Реакцията на течащата струя избутва салпата напред. Най-голям интерес представлява реактивният двигател Squid. Калмарите са най-големият безгръбначен обитател на океанските дълбини. Калмарите са достигнали най-високото съвършенство в реактивната навигация. Телата им дори копират ракетата с външните си форми. Познавайки закона за запазване на инерцията, можете да промените собствената си скорост на движение в открито пространство. Ако сте в лодка и имате няколко тежки камъка, тогава хвърляйки камъни в определена посока, ще се движите в обратната посока. Същото ще се случи и в космоса, но там използват реактивни двигатели за това.

„Използването на реактивно задвижване в технологията“
В края на първото хилядолетие след Христа Китай изобретява реактивното задвижване, което задвижва ракети - бамбукови тръби, пълни с барут, те също са били използвани за забавление. Един от първите проекти на автомобили също беше с реактивен двигател и този проект принадлежеше на Нютон.
Авторът на първия в света проект на реактивен самолет, предназначен за човешки полет, е руският революционер Н.И. Кибалчич. Екзекутиран е на 3 април 1881 г. за участие в атентата срещу император Александър II. Той развива своя проект в затвора след смъртната присъда. Кибалчич пише: „Докато съм в затвора, няколко дни преди смъртта си, пиша този проект. Вярвам в осъществимостта на моята идея и тази вяра ме подкрепя в моето ужасно положение ... спокойно ще се изправя пред смъртта, знаейки, че идеята ми няма да загине с мен."
Идеята за използване на ракети за космически полети е предложена в началото на този век от руския учен Константин Едуардович Циолковски. През 1903 г. статия на учителя на гимназията в Калуга К.Е. Циолковски "Изследване на световните пространства с реактивни устройства". Тази работа съдържаше най-важното математическо уравнение за астронавтиката, сега известно като "формулата на Циолковски", която описва движението на тяло с променлива маса. В бъдеще той разработи схема за ракетен двигател на течно гориво, предложи многостепенна ракета и изрази идеята за възможността за създаване на цели космически градове в околоземна орбита. Той показа, че единственото устройство, способно да преодолее силата на гравитацията, е ракетата, т.е. апарат с реактивен двигател, използващ гориво и окислител, разположен на самия апарат. Съветските ракети бяха първите, които достигнаха до Луната, обиколиха Луната и заснеха невидимата й страна от Земята, първите, които стигнаха до планетата Венера и донесоха научни инструменти на нейната повърхност. През 1986 г. два съветски космически кораба "Вега-1" и "Вега-2" изследват Халеевата комета от близко разстояние, приближавайки се до Слънцето веднъж на всеки 76 години.

Реактивно задвижване "Междуконтинентална ракета"
Човечеството винаги е мечтало да пътува в космоса. Писатели на научна фантастика, учени, мечтатели са предложили различни средства за постигане на тази цел. Но единственото средство, с което човек разполага, с помощта на което човек може да преодолее силата на гравитацията и да полети в космоса в продължение на много векове, не е изобретен от нито един учен, нито един писател на научна фантастика. К. Е. Циолковски - основателят на теорията за космическите полети.
За първи път мечтата и стремежите на много хора бяха доближени до реалността от руския учен Константин Едуардович Циолковски (1857-1935), който показа, че единственият апарат, способен да преодолее гравитацията, е ракетата, той е първият, който предоставят научно доказателство за възможността за използване на ракета за полети в открития космос, извън земната атмосфера и до други планети от Слънчевата система. Цоилковски нарече ракета устройство с реактивен двигател, който използва гориво и окислител върху него.
Както знаете от курса по физика, изстрел от пистолет е придружен от откат. Според законите на Нютон, куршум и пистолет биха летели в различни посоки с еднаква скорост, ако имат еднаква маса. Отхвърлената маса от газове създава реактивна сила, благодарение на която може да се осигури движение, както във въздуха, така и в безвъздушното пространство, така се получава откат. Колкото по-голяма силата на откат се усеща от нашето рамо, толкова по-голяма е масата и скоростта на изтичащите газове и следователно, колкото по-силна е реакцията на пистолета, толкова по-голяма е реактивната сила. Тези явления се обясняват със закона за запазване на импулса:
векторната (геометрична) сума от импулсите на телата, съставляващи затворена система, остава постоянна за всякакви движения и взаимодействия на телата на системата.
Представената формула на Циолковски е основата, върху която се основава цялото изчисление на съвременните ракети. Числото на Циолковски е съотношението на масата на горивото към масата на ракетата в края на работата на двигателя - към теглото на празната ракета.
Така беше установено, че максималната постижима скорост на ракетата зависи преди всичко от скоростта на изтичане на газове от дюзата. А скоростта на изтичане на газове от дюзата от своя страна зависи от вида на горивото и температурата на газовия поток. Това означава, че колкото по-висока е температурата, толкова по-голяма е скоростта. След това, за истинска ракета, трябва да изберете най-висококалоричното гориво, което дава най-голямо количество топлина. Формулата показва, че, наред с други неща, скоростта на ракетата зависи от началната и крайната маса на ракетата, от това колко от теглото й пада върху горивото и каква част е върху безполезните (по отношение на скоростта на полета) структури: тялото , механизми и др. и т.н.
Основният извод от тази формула на Циолковски за определяне на скоростта на космическа ракета е, че в безвъздушно пространство ракетата ще се развива колкото по-висока е скоростта, толкова по-голяма е скоростта на изтичане на газове и по-голям е броят на Циолковски.

"Физически основи на реактивния двигател"
Съвременните мощни реактивни двигатели от различни типове се основават на принципа на директна реакция, т.е. принципът на създаване на движеща сила (или тяга) под формата на реакция (откат) на струя от "работно вещество", изтичаща от двигателя, обикновено газове с нажежаема жичка. Всички двигатели имат два процеса на преобразуване на енергия. Първо, химическата енергия на горивото се преобразува в топлинна енергия на продуктите от горенето, а след това топлинната енергия се използва за извършване на механична работа. Такива двигатели включват бутални двигатели на автомобили, дизелови локомотиви, парни и газови турбини на електроцентрали и др. След като в топлинен двигател се образуват горещи газове, съдържащи голяма топлинна енергия, тази енергия трябва да се преобразува в механична енергия. В крайна сметка двигателите се използват за изпълнение механична работа, за да "преместите" нещо, да го приведете в действие, няма значение дали е динамо машина по заявка за добавяне на чертежи към електроцентрала, дизелов локомотив, кола или самолет. За да може топлинната енергия на газовете да премине в механична енергия, обемът им трябва да се увеличи. При това разширение газовете вършат работата, която изразходва тяхната вътрешна и топлинна енергия.
Реактивната дюза може да има различни форми и освен това различни дизайни в зависимост от типа на двигателя. Основното нещо е скоростта, с която газовете изтичат от двигателя. Ако тази скорост на изтичане не надвишава скоростта, с която звуковите вълни се разпространяват в изходящите газове, тогава дюзата е обикновен цилиндричен или стесняващ се тръбен сегмент. Ако скоростта на изтичане трябва да надвишава скоростта на звука, тогава на дюзата се придава формата на разширяваща се тръба или първо се стеснява и след това се разширява (Прекрасна дюза). Само в тръба с тази форма, както показват теорията и опитът, газът може да се ускори до свръхзвукови скорости и да се прекрачи „звуковата бариера“.

"Класификация на реактивните двигатели и особености на тяхното използване"
Въпреки това, този могъщ ствол, принципът на директната реакция, роди огромна корона на "родословното дърво" на семейството на реактивните двигатели. За да се запознаете с основните клони на короната му, увенчавайки "ствола" на директна реакция. Скоро, както можете да видите от снимката (вижте по-долу), този ствол е разделен на две части, сякаш разцепен от мълния. И двата нови ствола са еднакво украсени с могъщи корони. Това разделение се дължи на факта, че всички "химически" реактивни двигатели са разделени на два класа, в зависимост от това дали използват околния въздух за своята работа или не.
При безкомпресорен двигател от друг тип, воздушно-реактивен, няма дори тази клапанна решетка и налягането в горивната камера се повишава в резултат на високоскоростното налягане, т.е. спиране на насрещния въздушен поток, влизащ в двигателя по време на полет. Ясно е, че такъв двигател е в състояние да работи само когато самолетът вече лети с достатъчно висока скорост, той няма да развие тяга на паркинга. Но от друга страна, при много висока скорост, 4-5 пъти по-висока от скоростта на звука, ПВРД развива много голяма тяга и изразходва по-малко гориво от всеки друг "химически" реактивен двигател при тези условия. Това е причината рамджетните двигатели.
и др.................

За много хора самото понятие "реактивно задвижване" е силно свързано със съвременните постижения на науката и технологиите, особено физиката, а в главите им се появяват изображения на реактивни самолети или дори космически кораби, летящи със свръхзвукова скорост с помощта на прословутите реактивни двигатели. Всъщност феноменът на реактивното задвижване е много по-древен дори от самия човек, защото се е появил много преди нас, хората. Да, реактивното задвижване е активно представено в природата: медузите и сепията плуват в морските дълбини от милиони години според същия принцип, по който днес летят съвременните свръхзвукови реактивни самолети.

История на реактивното задвижване

От древни времена различни учени са наблюдавали явленията на реактивното задвижване в природата, така че древногръцкият математик и механик Херон пише за него по-рано от всеки друг, но той никога не надхвърля теорията.

Ако говорим за практическото приложение на реактивното задвижване, първите тук бяха изобретателните китайци. Около 13-ти век те се досещат да заимстват принципа на движение на октоподи и сепия, когато изобретяват първите ракети, които започват да използват, както за фойерверки, така и за военни операции (като бойно и сигнално оръжие). Малко по-късно това полезно изобретение на китайците е прието от арабите, а от тях вече и от европейците.

Разбира се, първите условно ракетни ракети имаха сравнително примитивен дизайн и в продължение на няколко века те практически не се развиваха по никакъв начин, изглеждаше, че историята на развитието на реактивното задвижване е спряла. Пробив в този въпрос настъпва едва през 19 век.

Кой открива реактивното задвижване?

Може би лаврите на откривателя на реактивното задвижване в "новото време" могат да бъдат присъдени на Николай Кибалчич, не само талантлив руски изобретател, но и революционер Народна Воля. Той създава своя проект на реактивен двигател и самолет за хора, докато седи в царски затвор. По-късно Кибалчич е екзекутиран за революционната си дейност, а проектът му остава да събира прах по рафтовете в архивите на царската тайна полиция.

По-късно работите на Кибалчич в тази посока са открити и допълнени от трудовете на друг талантлив учен К. Е. Циолковски. От 1903 до 1914 г. той публикува редица трудове, в които убедително доказва възможността за използване на реактивно задвижване при създаването на космически кораби за изследване на космическото пространство. Той също така формира принципа на използване на многостепенни ракети. И до днес много от идеите на Циолковски се използват в ракетната техника.

Примери за реактивно задвижване в природата

Със сигурност докато плувате в морето, сте видели медузи, но едва ли сте мислили, че тези невероятни (и освен това бавни) същества се движат именно с помощта на реактивно задвижване. А именно, свивайки прозрачния си купол, те изстискват вода, която служи като своеобразен "реактивен двигател" за медузите.

Подобен механизъм на движение има и сепията – през специална фуния пред тялото и през страничния процеп тя изтегля вода в хрилената си кухина, след което енергично я изхвърля през фунията, насочена назад или настрани (в зависимост от посоката на движение на желаната сепия).

Но най-интересният реактивен двигател, създаден от природата, се намира в калмарите, които с право могат да бъдат наречени "живи торпеда". Всъщност дори тялото на тези животни по своята форма прилича на ракета, въпреки че в действителност всичко е точно обратното - това е ракета с дизайна си, който копира тялото на калмар.

Ако калмарът трябва да направи бързо хвърляне, той използва естествения си реактивен двигател. Тялото му е заобиколено от мантия, специална мускулна тъкан, а половината от обема на целия калмар пада върху мантийната кухина, в която засмуква вода. След това рязко изхвърля събраната струя вода през тясна дюза, като същевременно сгъва всичките си десет пипала над главата си така, че да придобие опростена форма. Благодарение на такава усъвършенствана реактивна навигация, калмарите могат да достигнат впечатляващи скорости от 60-70 км в час.

Сред собствениците на реактивен двигател в природата има растения, а именно така наречената "луда краставица". Когато плодовете му узреят, в отговор на най-лекото докосване, той отделя глутен със семена

Закон за реактивното задвижване

Калмари, "луди краставици", медузи и други сепии са използвали реактивно задвижване от древни времена, без да мислим за неговата физическа същност, но ще се опитаме да разберем каква е същността на реактивното задвижване, какъв вид движение се нарича реактивно, и му дайте определение.

Като начало можете да прибегнете до прост експеримент - ако надуете обикновен балон с въздух и, без да го завързвате, го оставите да лети, той ще лети бързо, докато въздухът му свърши. Това явление се обяснява с третия закон на Нютон, който гласи, че две тела взаимодействат със сили, равни по големина и противоположни по посока.

Тоест силата на удара на топката върху излизащите от нея въздушни потоци е равна на силата, с която въздухът изтласква топката от себе си. Ракетата работи по начин, подобен на топка, която с висока скорост изхвърля част от масата си, като същевременно получава силно ускорение в обратна посока.

Законът за запазване на инерцията и реактивното задвижване

Физиката обяснява процеса на реактивно задвижване. Импулсът е произведението на телесната маса от неговата скорост (mv). Когато ракетата е в покой, нейната инерция и скорост са нула. Когато от него започне да се изхвърля струен поток, тогава останалата част, съгласно закона за запазване на импулса, трябва да придобие такава скорост, при която общият импулс все още ще бъде равен на нула.

Формула за реактивно задвижване

Най-общо реактивното задвижване може да се опише със следната формула:
m s v s + m p v p = 0
m s v s = -m p v p

където m s v s е импулсът, създаден от газовата струя, m p v p е импулсът, получен от ракетата.

Знакът минус показва, че посоката на движение на ракетата и силата на струйното движение на струята са противоположни.

Реактивно задвижване в технологията - принципът на действие на реактивния двигател

V модерна технологияреактивното задвижване играе много важна роля, тъй като реактивните двигатели задвижват самолети и космически кораби. Действителната конструкция на реактивния двигател може да се различава в зависимост от неговия размер и предназначение. Но по един или друг начин всеки от тях има

• доставка на гориво,
• камера за изгаряне на гориво,
• дюза, чиято задача е да ускори струйната струя.

Ето как изглежда реактивният двигател.

Използването на реактивно задвижване в природата Много от нас в живота си са се срещали по време на плуване в морето с медузи. Но малко хора смятат, че медузите използват реактивно задвижване за движение. И често ефективността на морските безгръбначни, използващи реактивно задвижване, е много по-висока от тази на техно изобретенията.

Сепия Сепията, подобно на повечето главоноги, се движи във водата по следния начин. Той изтегля вода в хрилената кухина през страничния процеп и специална фуния пред тялото и след това енергично изхвърля струя вода през фунията. Сепията насочва тръбата на фунията отстрани или назад и бързо изстисквайки вода от нея, може да се движи в различни посоки.

Калмари Калмарите са най-големият безгръбначен обитател на океанските дълбини. Той се движи според принципа на реактивното задвижване, поглъщайки вода, а след това с огромна сила го избутва през специален отвор - "фуния" и с висока скорост (около 70 km / h) се движи назад с ритъци. В този случай всичките десет пипала на калмара се събират във възел над главата и той придобива опростена форма.

Летящ калмар Това е малко животно с размер на херинга. Той преследва рибите с такава поривност, че често изскача от водата, метейки се като стрела над повърхността й. Развивайки максималната реактивна тяга във водата, пилотният калмар излита във въздуха и лети над вълните повече от петдесет метра. Апогеят на полета на жива ракета се намира толкова високо над водата, че летящите калмари често кацат на палубите на океанските кораби. Четири до пет метра не е рекордна височина, до която калмарите се издигат в небето. Понякога летят дори по-високо.

Октоподите Октоподите също могат да летят. Френският натуралист Жан Верани видял обикновен октопод да се ускорява в аквариум и изведнъж скочил от водата назад. След като описа дъга с дължина пет метра във въздуха, той се хвърли обратно в аквариума. Набирайки скорост, за да скочи, октоподът се движеше не само поради тласък на струята, но и гребеше с пипала.

Луда краставица В южните страни (и по нашето Черноморие също) вирее растение, наречено "луда краставица". Трябва само леко да докоснете зрелия плод, подобен на краставица, тъй като той отскача от дръжката и през дупката, образувана от плода със скорост до 10 m / s, излита течност със семена. Луда краставица (иначе се нарича "дамски пистолет") стреля повече от 12 m.