რეაქტიული მოძრაობა ტექნოლოგიაში, ბუნებაში. ბიოფიზიკა: გამანადგურებელი მოძრაობა ცოცხალ ბუნებაში თვითმფრინავის გამანადგურებელი გამოვლინება ბუნებაში

ეს არ იყო მსოფლიოში პირველი რეაქტიული ძრავა. მეცნიერებმა შენიშნეს და გამოიკვლიეს ნიუტონის ექსპერიმენტებამდეც კი და დღემდე: რეაქტიული ძრავათვითმფრინავი.

ჰერონის ტრიალი

ჩინური რაკეტა

ზღვის მკვიდრნი

რეაქტიული ძრავა აქაც გვხვდება. ჭურჭლის თევზს, რვაფეხას და ზოგიერთ სხვა ცეფალოსპოდს არ აქვს არც ფარფლები, არც ძლიერი კუდი და ბანაობენ სხვებზე უარესად. ზღვის მცხოვრებნი... ამ რბილ სხეულებს აქვთ საკმაოდ ტევადი ტომარა ან ღრუ სხეულში. წყალი იჭრება ღრუში, შემდეგ კი ცხოველი დიდი ძალაუბიძგებს ამ წყალს გარეთ. ამოღებული წყლის რეაქცია აიძულებს ცხოველს ცურავდეს ნაკადის საპირისპირო მიმართულებით.

დაცემა კატა

- იცით, ნიუტონის კანონები მთლად სწორი არ არის. სხეულს შეუძლია იმოძრაოს შინაგანი ძალების დახმარებით, არაფერზე დაყრდნობით და არაფრისგან თავის დაღწევის გარეშე. - სად არის მტკიცებულება, სად არის მაგალითები? - გააპროტესტეს მსმენელებმა. - გინდა მტკიცებულება? Უკაცრავად. კატა, რომელიც შემთხვევით სახურავიდან გადმოვარდა, ამის დასტურია! როგორ არ უნდა დაეცემა კატა, თუნდაც თავი დაბლა, ის აუცილებლად დადგება მიწაზე ოთხივე ფეხით. მაგრამ დაცემა კატა არაფერს ეყრდნობა და არაფრისგან არ იძვრის, არამედ სწრაფად და მოხერხებულად ბრუნდება. (ჰაერის წინააღმდეგობის უგულებელყოფა შესაძლებელია - ის ძალიან უმნიშვნელოა.)

რეაქტიული ნავი

ბუდის მუხრუჭი

სარაკეტო არტილერია

რაკეტა

რაკეტა

თვითმავალი თვითმფრინავი

Კოსმოსური ხომალდი

რეაქტიული მოძრაობა ბუნებაში და ტექნოლოგიაში

აბსტრაქტი ფიზიკაში

რეაქტიული მოძრაობა არის მოძრაობა, რომელიც ხდება მაშინ, როდესაც სხეულის რომელიმე ნაწილი სხეულიდან გამოყოფილია გარკვეული სიჩქარით.

რეაქტიული ძალა წარმოიქმნება გარე სხეულებთან ყოველგვარი ურთიერთქმედების გარეშე.

გამანადგურებელი ძრავის გამოყენება ბუნებაში

ბევრი ჩვენგანი ჩვენს ცხოვრებაში მედუზას შეხვდა ზღვაში ბანაობისას. ნებისმიერ შემთხვევაში, ისინი საკმაოდ საკმარისია შავ ზღვაში. მაგრამ ცოტამ თუ იფიქრა, რომ მედუზები მოძრაობისთვის თვითმფრინავ ძრავას იყენებენ. გარდა ამისა, ასე მოძრაობენ ჭრიჭინას ლარვები და ზღვის პლანქტონის ზოგიერთი სახეობა. და ხშირად საზღვაო უხერხემლოების ეფექტურობა რეაქტიული ძრავის გამოყენებით გაცილებით მაღალია ვიდრე ტექნოლოგიური გამოგონებები.

რეაქტიული ძრავა გამოიყენება მრავალი მოლუსკის მიერ - რვაფეხა, კალმარი, ჭრაქი. მაგალითად, ხრაშუნა წინ მიიწევს წინ ჭურვიდან ამოვარდნილი წყლის ნაკადის რეაქტიული ძალის გამო, როდესაც მისი სარქველები მკვეთრად არის შეკუმშული.

რვაფეხა

წიწიბურა

ჭურჭელი, ისევე როგორც ცეფალოპოდების უმეტესობა, წყალში მოძრაობს შემდეგი გზით. ის წყალს ღრძილის ღრუში ატარებს გვერდითი ნაპრალისა და სხეულის წინ სპეციალური ძაბრის მეშვეობით, შემდეგ კი ენერგიულად აგდებს წყლის ნაკადს ძაბრის გავლით. ჭურჭელი ატარებს ძაბრის მილს გვერდით ან უკან და სწრაფად ამოიღებს წყალს მისგან, შეუძლია გადაადგილება სხვადასხვა მიმართულებით.

სალპა არის ზღვის ცხოველი გამჭვირვალე სხეულით, როდესაც ის მოძრაობს, იგი იღებს წყალს წინა ღიობიდან, ხოლო წყალი შედის ფართო ღრუში, რომლის შიგნითაც ღრძილები დიაგონალურად არის გადაჭიმული. როგორც კი ცხოველი დიდხანს სვამს წყალს, ხვრელი იხურება. შემდეგ სალპას გრძივი და განივი კუნთები იკუმშება, მთელი სხეული იკუმშება და წყალი გამოდის უკანა ხვრელში. მიედინება რეაქტიული რეაქცია სალპას წინ უბიძგებს.

ყველაზე დიდი ინტერესი ციყვის რეაქტიული ძრავაა. კალმარი არის ოკეანის სიღრმის უდიდესი უხერხემლო მკვიდრი. Squids მიაღწია უმაღლეს სრულყოფას თვითმფრინავი ნავიგაცია. მათში სხეულიც კი გარე ფორმებით აკოპირებს რაკეტას (ან, უკეთ რომ ვთქვათ, რაკეტა აკოპირებს კალმარს, რადგან მას ამ საკითხში უდავო პრიორიტეტი აქვს). ნელა მოძრაობისას კალმარი იყენებს ალმასის ფორმის დიდ ფარფლს, რომელიც პერიოდულად იკეცება. ის იყენებს რეაქტიული ძრავას სწრაფი დარტყმისთვის. კუნთოვანი ქსოვილი - მოსასხამი გარს აკრავს მოლუსკის სხეულს ყველა მხრიდან, მისი ღრუს მოცულობა თითქმის ნახევარია კალმარის სხეულის მოცულობისა. ცხოველი იწოვს წყალს მოსასხამის ღრუში, შემდეგ კი უეცრად წყლის ნაკადს უშვებს ვიწრო საქშენში და დიდი სიჩქარით უკან ბრუნდება. ამ შემთხვევაში, კალმარის ათივე საცეცი იკრიბება კვანძზე თავზე ზემოთ და ის იძენს გამარტივებულ ფორმას. საქშენები აღჭურვილია სპეციალური სარქველით და კუნთებს შეუძლიათ მისი შემობრუნება, მოძრაობის მიმართულების შეცვლა. კალმარის ძრავა ძალიან ეკონომიურია, მას შეუძლია სიჩქარე 60 - 70 კმ / სთ -მდე. (ზოგიერთი მკვლევარი თვლის, რომ 150 კმ / სთ -მდეც კი!) გასაკვირი არ არის, რომ კალმარს უწოდებენ "ცოცხალ ტორპედოს". საცეცები მოკეცულია შეკვრაში მარჯვნივ, მარცხნივ, მაღლა ან ქვევით, კალმარი ბრუნავს ერთი მიმართულებით ან მეორე მიმართულებით. ვინაიდან ასეთი საჭე ძალიან დიდია ცხოველებთან შედარებით, მისი მცირედი მოძრაობა საკმარისია იმისათვის, რომ კალმარმა, თუნდაც სრული სისწრაფით, ადვილად აიცილოს დაბრკოლებასთან შეჯახება. საჭის მკვეთრი შემობრუნება - და მოცურავე უკვე შევარდება საპირისპირო მხარეს... ამრიგად, მან ძაბრის ბოლო უკან მოიხარა და ახლა თავი პირველზე სრიალებს. მან მოხრილა იგი მარჯვნივ - და გამანადგურებელმა დარტყმამ მარცხნივ ისროლა. მაგრამ როდესაც თქვენ გჭირდებათ სწრაფად ცურვა, ძაბრი ყოველთვის ჩერდება საცეცებს შორის და კალმარი წინ მიიწევს კუდით, როგორც კირჩხიბი გაიქცეოდა - მორბენალი, დაჯილდოებული ცხენის სისწრაფით.

თუ არ არის საჭირო ჩქარობა, კალმარები და წიფლები ბანაობენ ტალღებით ფარფლებით - მინიატურული ტალღები მათ უკნიდან უკნიდან მიემართება, ცხოველი კი გრაციოზულად მიცურავს, ხანდახან თავს უბიძგებს აგრეთვე მანტიის ქვემოდან წყლის ნაკადით. შემდეგ ცალკეული დარტყმები, რომელსაც მოლუსკი იღებს წყლის ჭავლის ამოფრქვევის დროს, აშკარად ჩანს. ზოგიერთ ცეფალოპოდს შეუძლია მიაღწიოს სიჩქარეს ორმოცდახუთი კილომეტრამდე საათში. როგორც ჩანს, არავის გაუკეთებია პირდაპირი გაზომვები, მაგრამ ეს შეიძლება შეფასდეს მფრინავი კალმარის სიჩქარითა და დიაპაზონით. და ასეთი, თურმე, რვაფეხის ნათესავებში არის ნიჭი! მოლუსკის საუკეთესო პილოტი არის სტენოტეუტის კალმარი. ინგლისელი მეზღვაურები მას უწოდებენ - მფრინავი კალმარი ("მფრინავი კალმარი"). ეს არის პატარა ქაშაყი ზომის ცხოველი. ის ისეთი სისწრაფით მისდევს თევზს, რომ ხშირად ხტება წყლიდან და ისარსავით ისვრის ზედაპირს. ის მიმართავს ამ ხრიკს და იხსნის სიცოცხლეს მტაცებლებისგან - თინუსი და სკუმბრია. წყალში გამანადგურებელი მაქსიმალური დარტყმის შემუშავების შემდეგ, მფრინავი კალმარი აფრინდება ჰაერში და ტალღებზე დაფრინავს ორმოცდაათ მეტრზე მეტს. სარაკეტო ფრენის აპოგეა იმდენად მაღლა დგას წყალზე, რომ მფრინავი კალმარები ხშირად ეშვებიან ოკეანეზე მყოფი გემების გემბანზე. ოთხიდან ხუთ მეტრამდე არ არის რეკორდული სიმაღლე, რომლისკენაც კალმარები ცაში ამოდის. ზოგჯერ ისინი უფრო მაღლაც დაფრინავენ.

ინგლისელმა ჭურვის მკვლევარმა დოქტორმა რიზმა სამეცნიერო სტატიაში აღწერა ტყუილი (მხოლოდ 16 სანტიმეტრი სიგრძის), რომელიც ჰაერში სამართლიანი მანძილის გავლით დაეცა იახტის ხიდზე, რომელიც თითქმის შვიდი მეტრის სიმაღლეზე იყო წყალზე.

ეს ხდება, რომ ბევრი მფრინავი კალმარი დაეცემა გემს ცქრიალა კასკადში. ძველმა მწერალმა ტრებიუს ნიგერმა ერთხელ თქვა სამწუხარო ამბავი გემზე, რომელიც კი გემბანზე დაცემული მფრინავი კალმარების წონის ქვეშაც კი ჩაიძირა. Squids შეიძლება აფრენის გარეშე აჩქარება.

რვაფეხასაც შეუძლია ფრენა. ფრანგმა ნატურალისტმა ჟან ვერანიმ დაინახა, რომ ჩვეულებრივი რვაფეხა აჩქარდა აკვარიუმში და უცებ წყლიდან უკან გადახტა. ჰაერში ხუთი მეტრის სიგრძის რკალის აღწერის შემდეგ, ის კვლავ აკვარიუმში გადავიდა. ხტუნვის სიჩქარე შეაგროვა, რვაფეხა გადავიდა არა მხოლოდ გამანადგურებელი ბიძგის გამო, არამედ საცეცებითაც.
დიდი რვაფეხა ცურავს, რასაკვირველია, უფრო ცუდია ვიდრე კალმარები, მაგრამ კრიტიკულ მომენტებში მათ შეუძლიათ აჩვენონ რეკორდული კლასი საუკეთესო სპრინტერებისთვის. კალიფორნიის აკვარიუმის თანამშრომლები ცდილობდნენ გადაეღოთ რვაფეხა, რომელიც თავს ესხმოდა კრაბს. რვაფეხა მტაცებელს ისე სწრაფად მივარდა, რომ ფილმზე ყოველთვის იყო ცხიმი, თუნდაც ყველაზე დიდი სიჩქარით გადაღებისას. ასე რომ, დარტყმა გაგრძელდა წამის მეასედში! ჩვეულებრივ, რვაფეხა შედარებით ნელა ცურავს. ჯოზეფ სეინლემ, რომელმაც შეისწავლა რვაფეხა მიგრაცია, გამოთვალა: რვაფეხა ნახევარი მეტრის ზომის ზღვაზე მიცურავს საშუალო სიჩქარედაახლოებით თხუთმეტი კილომეტრი საათში. ძაბრიდან გამოგდებული თითოეული ნაკადი მას წინ უბიძგებს (უფრო სწორად, უკან, ვინაიდან რვაფეხა უკან ცურავს) ორიდან ორნახევარ მეტრამდე.

რეაქტიული ძრავა ასევე გვხვდება მცენარეულ სამყაროში. მაგალითად, "შეშლილი კიტრის" მწიფე ხილი ოდნავი შეხებისას იშლება ღეროდან, ხოლო თესლით წებოვანი სითხე ძალით იშლება ხვრელიდან. ამავდროულად, კიტრი თავად დაფრინავს საპირისპირო მიმართულებით 12 მ -მდე.

იცოდე იმპულსის შენარჩუნების კანონი, შეგიძლია შეცვალო შენი მოძრაობის სიჩქარე ღია სივრცეში. თუ თქვენ ხართ ნავში და გაქვთ რამდენიმე მძიმე ქვა, მაშინ ქვების სროლით გარკვეული მიმართულებით, თქვენ გადახვალთ საპირისპირო მიმართულებით. იგივე მოხდება გარე სივრცეში, მაგრამ იქ ისინი იყენებენ რეაქტიული ძრავებს ამისათვის.

ყველამ იცის, რომ იარაღიდან გასროლას თან ახლავს უკუცემა. ტყვიის წონა იარაღის წონის ტოლი რომ იყოს, ისინი იმავე სიჩქარით დაფრინავდნენ. უკუსვლა ხდება იმიტომ, რომ აირების უარი მასა ქმნის რეაქტიულ ძალას, რომლის წყალობითაც შესაძლებელია მოძრაობის უზრუნველყოფა როგორც ჰაერში, ასევე უჰაერო სივრცეში. და რაც უფრო დიდია ამომავალი გაზების მასა და სიჩქარე, მით უფრო დიდია ჩვენი მხრის უკუცემის ძალა, მით უფრო ძლიერია იარაღის რეაქცია, მით უფრო დიდია რეაქტიული ძალა.

რეაქტიული ძრავის გამოყენება ტექნოლოგიაში

მრავალი საუკუნის განმავლობაში კაცობრიობა ოცნებობდა კოსმოსურ მოგზაურობაზე. სამეცნიერო ფანტასტიკის მწერლებმა შესთავაზეს სხვადასხვა საშუალება ამ მიზნის მისაღწევად. მე -17 საუკუნეში გამოჩნდა ფრანგი მწერლის კირანო დე ბერჟერაკის ისტორია მთვარეზე ფრენის შესახებ. ამ ისტორიის გმირმა მთვარეს მიაღწია რკინის ეტლით, რომლის თავზე ის მუდმივად აგდებდა ძლიერ მაგნიტს. მისკენ მიმავალი ვაგონი სულ უფრო მაღლა აიწია დედამიწაზე, სანამ მთვარემდე არ მიაღწია. ბარონ მიუნჰაუზენმა თქვა, რომ იგი მთვარეზე ავიდა ლობიოს ღეროზე.

ჩვენი წელთაღრიცხვის პირველი ათასწლეულის ბოლოს, ჩინეთმა გამოიგონა რეაქტიული ძრავა, რომელიც ამოძრავებდა რაკეტებს - დენთით სავსე ბამბუკის მილებს, ისინი ასევე გამოიყენებოდა გასართობად. ერთ -ერთი პირველი მანქანის პროექტი ასევე იყო რეაქტიული ძრავით და ეს პროექტი ეკუთვნოდა ნიუტონს.

ადამიანის ფრენისათვის განკუთვნილი თვითმფრინავის მსოფლიოში პირველი პროექტის ავტორი იყო რუსი რევოლუციონერი ნ. კიბალჩიჩი. ის სიკვდილით დასაჯეს 1881 წლის 3 აპრილს იმპერატორ ალექსანდრე II- ის მკვლელობის მცდელობაში მონაწილეობისათვის. მან შეიმუშავა თავისი პროექტი ციხეში სიკვდილით დასჯის შემდეგ. კიბალჩიჩი წერდა: ”ციხეში, სიკვდილამდე რამდენიმე დღით ადრე, მე ვწერ ამ პროექტს. მე მჯერა ჩემი იდეის მიზანშეწონილობის და ეს რწმენა მხარს უჭერს ჩემს საშინელ სიტუაციაში ... მე მშვიდად შევხვდები სიკვდილს, რადგან ვიცი, რომ ჩემი იდეა ჩემთან ერთად არ დაიღუპება. ”

კოსმოსური ფრენებისთვის რაკეტების გამოყენების იდეა შემოიტანა ამ საუკუნის დასაწყისში რუსი მეცნიერის კონსტანტინ ედუარდოვიჩ ციოლკოვსკის მიერ. 1903 წელს, კალუგას გიმნაზიის მასწავლებლის სტატია K.E. ციოლკოვსკი "მსოფლიო სივრცის კვლევა რეაქტიული მოწყობილობებით". ეს ნაშრომი შეიცავს ყველაზე მნიშვნელოვან მათემატიკურ განტოლებას ასტრონავტიკისთვის, რომელიც ახლა ცნობილია როგორც "ციოლკოვსკის ფორმულა", რომელიც აღწერს ცვლადი მასის სხეულის მოძრაობას. შემდგომში მან შეიმუშავა თხევადი საწვავის სარაკეტო ძრავის სქემა, შესთავაზა რაკეტის მრავალსაფეხურიანი დიზაინი და გამოხატა იდეა დედამიწის ორბიტაზე მთელი კოსმოსური ქალაქების შექმნის შესაძლებლობის შესახებ. მან აჩვენა, რომ ერთადერთი მოწყობილობა, რომელსაც შეუძლია სიმძიმის ძალის გადალახვა, არის რაკეტა, ე.ი. აპარატი გამანადგურებელი ძრავით საწვავის გამოყენებით და ოქსიდაციონერი, რომელიც მდებარეობს თავად აპარატზე.

გამანადგურებელი ძრავა არის ძრავა, რომელიც გარდაქმნის საწვავის ქიმიურ ენერგიას გაზის ჭავლის კინეტიკურ ენერგიად, ხოლო ძრავა იძენს სიჩქარეს საპირისპირო მიმართულებით.

კიოლკოვსკის იდეა საბჭოთა მეცნიერებმა განახორციელეს აკადემიკოს სერგეი პავლოვიჩ კოროლევის ხელმძღვანელობით. პირველი ხელოვნური დედამიწის თანამგზავრი რაკეტის გამოყენებით საბჭოთა კავშირში გაუშვეს 1957 წლის 4 ოქტომბერს.

რეაქტიული ძრავის პრინციპი ფართოდ გამოიყენება ავიაციაში და ასტრონავტიკაში. გარე სივრცეში არ არსებობს საშუალება, რომელთანაც სხეულს შეეძლო ურთიერთქმედება და ამით მისი სიჩქარის მიმართულების და მოდულის შეცვლა, ამიტომ კოსმოსური ფრენებისათვის შეიძლება გამოყენებულ იქნეს მხოლოდ გამანადგურებელი თვითმფრინავები, ანუ რაკეტები.

სარაკეტო მოწყობილობა

რაკეტის მოძრაობა ემყარება იმპულსის შენარჩუნების კანონს. თუ რაღაც მომენტში რომელიმე სხეული გადააგდეს რაკეტიდან, მაშინ ის შეიძენს იმავე იმპულსს, მაგრამ მიმართულია საპირისპირო მიმართულებით

ნებისმიერ რაკეტაში, მიუხედავად მისი დიზაინისა, ყოველთვის არის ჭურვი და საწვავი დაჟანგვით. რაკეტის ჭურვი მოიცავს დატვირთვას (ამ შემთხვევაში, კოსმოსურ ხომალდს), ინსტრუმენტების განყოფილებას და ძრავას (წვის პალატა, ტუმბოები და სხვა).

რაკეტის უმეტესი ნაწილი არის საწვავი ჟანგვით (დაჟანგვა საჭიროა საწვავის წვის შესანარჩუნებლად, ვინაიდან სივრცეში ჟანგბადი არ არის).

საწვავი და ოქსიდიზატორი იწვის წვის პალატაში. საწვავი, როდესაც იწვის, იქცევა მაღალი ტემპერატურის გაზად და მაღალი წნევა... წვის პალატაში და გარე სივრცეში წნევის დიდი სხვაობის გამო, წვის პალატის გაზები მძლავრი ჭავლით გარედან მიედინება სპეციალური ფორმის ზარის საშუალებით, რომელსაც საქშენს უწოდებენ. საქშენების დანიშნულებაა თვითმფრინავის სიჩქარის გაზრდა.

რაკეტის გაშვებამდე მისი იმპულსი ნულის ტოლია. გაზის ურთიერთქმედების შედეგად წვის პალატაში და რაკეტის ყველა სხვა ნაწილში, ნაკადიდან გასული გაზი იღებს გარკვეულ იმპულსს. რაკეტა არის დახურული სისტემა და მისი მთლიანი იმპულსი ნულის ტოლი უნდა იყოს გაშვების შემდეგაც კი. ამრიგად, რაკეტის ჭურვი, რომელიც მთლიანად მასში არის, იღებს იმპულსს გაზების იმპულსის სიდიდით, მაგრამ საპირისპირო მიმართულებით.

რაკეტის ყველაზე მასიურ ნაწილს, რომელიც შექმნილია მთლიანი რაკეტის გასაშვებად და დასაჩქარებლად, ეწოდება პირველი ეტაპი. როდესაც მრავალსაფეხურიანი რაკეტის პირველ მასიურ საფეხურს აწვება საწვავი აჩქარების დროს, იგი გამოყოფილია. შემდგომი აჩქარება გრძელდება მეორე, ნაკლებად მასიური საფეხურით და პირველი ეტაპის დახმარებით ადრე მიღწეულ სიჩქარეს ამატებს კიდევ რაღაც სიჩქარეს და შემდეგ ჰყოფს. მესამე ეტაპი აგრძელებს სიჩქარის გაზრდას საჭირო მნიშვნელობამდე და ატარებს დატვირთვას ორბიტაზე.

პირველი ადამიანი, ვინც კოსმოსში გაფრინდა, იყო საბჭოთა კავშირის მოქალაქე იური ალექსევიჩ გაგარინი. 1961 წლის 12 აპრილი მან შემოიარა დედამიწა ვოსტოკის სატელიტზე

საბჭოთა რაკეტებმა პირველად მიაღწიეს მთვარეს, შემოიარეს მთვარე და გადაიღეს მისი უხილავი მხარე დედამიწიდან, პირველი მიაღწია პლანეტას ვენერას და მიაწოდა სამეცნიერო ინსტრუმენტები მის ზედაპირს. 1986 წელს ორმა საბჭოთა კოსმოსურმა ხომალდმა "ვეგა -1" და "ვეგა -2" შეისწავლა ჰალლის კომეტა ახლო მანძილიდან, მზეს უახლოვდებოდა 76 წელიწადში ერთხელ.

საუკეთესო შემთხვევაა კორექციის მოთხოვნა ... ”რ. ფეინმანი თუნდაც ტექნოლოგიის განვითარების ისტორიის მოკლე მიმოხილვა გვიჩვენებს თანამედროვე მეცნიერებისა და ტექნოლოგიის ზვავის მსგავსი გასაოცარი ფაქტს მთელი კაცობრიობის ისტორიის მასშტაბით რა თუ ადამიანის ქვის იარაღებიდან ლითონზე გადასვლას დაახლოებით 2 მილიონი წელი დასჭირდა; ბორბლის გაუმჯობესება მასიური ხის ბორბალიდან ბორბალამდე კვანძით, ...

რომელიც დაიკარგა საუკუნეების სიღრმეში, იყო, არის და იქნება ყოველთვის ეროვნული მეცნიერებისა და კულტურის ყურადღების ცენტრში: და ყოველთვის ღია იქნება კულტურულ და სამეცნიერო მოძრაობაში მთელი მსოფლიოსთვის. "*" მოსკოვი მეცნიერების ისტორიაში და ტექნოლოგია "- ასე ჰქვია კვლევით პროექტს (ლიდერი სს ილიზაროვი), რომელსაც ახორციელებს ვავილოვის რუსეთის მეცნიერებათა აკადემიის საბუნებისმეტყველო მეცნიერებებისა და ტექნოლოგიების ისტორიის ინსტიტუტი ...

მისი მრავალწლიანი მუშაობის შედეგები ფიზიკური ოპტიკის სხვადასხვა სფეროში. მან საფუძველი ჩაუყარა ახალ მიმართულებას ოპტიკაში, რომელსაც მეცნიერმა მიკროოპტიკა უწოდა. ვავილოვმა დიდი ყურადღება დაუთმო საბუნებისმეტყველო მეცნიერებების ფილოსოფიისა და მეცნიერების ისტორიის საკითხებს. მას მიეკუთვნება M.V. ლომონოსოვის, ვ.ვ. პეტროვისა და ლ. ეულერის სამეცნიერო მემკვიდრეობის შემუშავება, გამოქვეყნება და პოპულარიზაცია. მეცნიერი ხელმძღვანელობდა ისტორიის კომისიას ...

რეაქტიული მოძრაობა ბუნებაში და ტექნოლოგიაში

აბსტრაქტი ფიზიკაში

რეაქტიული ძრავა- მოძრაობა, რომელიც ხდება მაშინ, როდესაც სხეულის გარკვეული ნაწილი სხეულიდან გამოყოფილია გარკვეული სიჩქარით.

რეაქტიული ძალა წარმოიქმნება გარე სხეულებთან ყოველგვარი ურთიერთქმედების გარეშე.

გამანადგურებელი ძრავის გამოყენება ბუნებაში

ბევრი ჩვენგანი ჩვენს ცხოვრებაში მედუზას შეხვდა ზღვაში ბანაობისას. ნებისმიერ შემთხვევაში, ისინი საკმაოდ საკმარისია შავ ზღვაში. მაგრამ ცოტამ თუ იფიქრა, რომ მედუზები მოძრაობისთვის თვითმფრინავ ძრავას იყენებენ. გარდა ამისა, ასე მოძრაობენ ჭრიჭინას ლარვები და ზღვის პლანქტონის ზოგიერთი სახეობა. და ხშირად საზღვაო უხერხემლოების ეფექტურობა რეაქტიული ძრავის გამოყენებით გაცილებით მაღალია ვიდრე ტექნოლოგიური გამოგონებები.

რეაქტიული ძრავა გამოიყენება მრავალი მოლუსკის მიერ - რვაფეხა, კალმარი, ჭრაქი. მაგალითად, ხრაშუნა წინ მიიწევს წინ ჭურვიდან ამოვარდნილი წყლის ნაკადის რეაქტიული ძალის გამო, როდესაც მისი სარქველები მკვეთრად არის შეკუმშული.

რვაფეხა

წიწიბურა

ჭურჭელი, ისევე როგორც ცეფალოპოდების უმეტესობა, წყალში მოძრაობს შემდეგი გზით. ის წყალს ღრძილის ღრუში ატარებს გვერდითი ნაპრალისა და სხეულის წინ სპეციალური ძაბრის მეშვეობით, შემდეგ კი ენერგიულად აგდებს წყლის ნაკადს ძაბრის გავლით. ჭურჭელი ატარებს ძაბრის მილს გვერდით ან უკან და სწრაფად ამოიღებს წყალს მისგან, შეუძლია გადაადგილება სხვადასხვა მიმართულებით.

სალპა არის ზღვის ცხოველი გამჭვირვალე სხეულით, როდესაც ის მოძრაობს, იგი იღებს წყალს წინა ღიობიდან, ხოლო წყალი შედის ფართო ღრუში, რომლის შიგნითაც ღრძილები დიაგონალურად არის გადაჭიმული. როგორც კი ცხოველი დიდხანს სვამს წყალს, ხვრელი იხურება. შემდეგ სალპას გრძივი და განივი კუნთები იკუმშება, მთელი სხეული იკუმშება და წყალი გამოდის უკანა ხვრელში. მიედინება რეაქტიული რეაქცია სალპას წინ უბიძგებს.

ყველაზე დიდი ინტერესი ციყვის რეაქტიული ძრავაა. კალმარი არის ოკეანის სიღრმის უდიდესი უხერხემლო მკვიდრი. Squids მიაღწია უმაღლეს სრულყოფას თვითმფრინავი ნავიგაცია. მათში სხეულიც კი გარე ფორმებით აკოპირებს რაკეტას (ან, უკეთ რომ ვთქვათ, რაკეტა აკოპირებს კალმარს, რადგან მას ამ საკითხში უდავო პრიორიტეტი აქვს). ნელა მოძრაობისას კალმარი იყენებს ალმასის ფორმის დიდ ფარფლს, რომელიც პერიოდულად იკეცება. ის იყენებს რეაქტიული ძრავას სწრაფი დარტყმისთვის. კუნთოვანი ქსოვილი - მოსასხამი გარს აკრავს მოლუსკის სხეულს ყველა მხრიდან, მისი ღრუს მოცულობა თითქმის ნახევარია კალმარის სხეულის მოცულობისა. ცხოველი იწოვს წყალს მოსასხამის ღრუში, შემდეგ კი უეცრად წყლის ნაკადს უშვებს ვიწრო საქშენში და დიდი სიჩქარით უკან ბრუნდება. ამ შემთხვევაში, კალმარის ათივე საცეცი იკრიბება კვანძზე თავზე ზემოთ და ის იძენს გამარტივებულ ფორმას. საქშენები აღჭურვილია სპეციალური სარქველით და კუნთებს შეუძლიათ მისი შემობრუნება, მოძრაობის მიმართულების შეცვლა. კალმარის ძრავა ძალიან ეკონომიურია, მას შეუძლია სიჩქარე 60 - 70 კმ / სთ -მდე. (ზოგიერთი მკვლევარი თვლის, რომ 150 კმ / სთ -მდეც კი!) გასაკვირი არ არის, რომ კალმარს უწოდებენ "ცოცხალ ტორპედოს". საცეცები მოკეცულია შეკვრაში მარჯვნივ, მარცხნივ, მაღლა ან ქვევით, კალმარი ბრუნავს ერთი მიმართულებით ან მეორე მიმართულებით. ვინაიდან ასეთი საჭე ძალიან დიდია ცხოველებთან შედარებით, მისი მცირედი მოძრაობა საკმარისია იმისათვის, რომ კალმარმა, თუნდაც სრული სისწრაფით, ადვილად აიცილოს დაბრკოლებასთან შეჯახება. საჭის მკვეთრი შემობრუნება - და მოცურავე მივარდება საპირისპირო მიმართულებით. ამრიგად, მან ძაბრის ბოლო უკან მოიხარა და ახლა თავი პირველზე სრიალებს. მან მოხრილა იგი მარჯვნივ - და გამანადგურებელმა დარტყმამ მარცხნივ ისროლა. მაგრამ როდესაც თქვენ გჭირდებათ სწრაფად ცურვა, ძაბრი ყოველთვის ჩერდება საცეცებს შორის და კალმარი წინ მიიწევს კუდით, როგორც კირჩხიბი გაიქცეოდა - მორბენალი, დაჯილდოებული ცხენის სისწრაფით.

თუ არ არის საჭირო ჩქარობა, კალმარები და წიფლები ბანაობენ ტალღებით ფარფლებით - მინიატურული ტალღები მათ უკნიდან უკნიდან მიემართება, ცხოველი კი გრაციოზულად მიცურავს, ხანდახან თავს უბიძგებს აგრეთვე მანტიის ქვემოდან წყლის ნაკადით. შემდეგ ცალკეული დარტყმები, რომელსაც მოლუსკი იღებს წყლის ჭავლის ამოფრქვევის დროს, აშკარად ჩანს. ზოგიერთ ცეფალოპოდს შეუძლია მიაღწიოს სიჩქარეს ორმოცდახუთი კილომეტრამდე საათში. როგორც ჩანს, არავის გაუკეთებია პირდაპირი გაზომვები, მაგრამ ეს შეიძლება შეფასდეს მფრინავი კალმარის სიჩქარითა და დიაპაზონით. და ასეთი, თურმე, რვაფეხის ნათესავებში არის ნიჭი! მოლუსკის საუკეთესო პილოტი არის სტენოტეუტის კალმარი. ინგლისელი მეზღვაურები მას უწოდებენ - მფრინავი კალმარი ("მფრინავი კალმარი"). ეს არის პატარა ქაშაყი ზომის ცხოველი. ის ისეთი სისწრაფით მისდევს თევზს, რომ ხშირად ხტება წყლიდან და ისარსავით ისვრის ზედაპირს. ის მიმართავს ამ ხრიკს და იხსნის სიცოცხლეს მტაცებლებისგან - თინუსი და სკუმბრია. წყალში გამანადგურებელი მაქსიმალური დარტყმის შემუშავების შემდეგ, მფრინავი კალმარი აფრინდება ჰაერში და ტალღებზე დაფრინავს ორმოცდაათ მეტრზე მეტს. სარაკეტო ფრენის აპოგეა იმდენად მაღლა დგას წყალზე, რომ მფრინავი კალმარები ხშირად ეშვებიან ოკეანეზე მყოფი გემების გემბანზე. ოთხიდან ხუთ მეტრამდე არ არის რეკორდული სიმაღლე, რომლისკენაც კალმარები ცაში ამოდის. ზოგჯერ ისინი უფრო მაღლაც დაფრინავენ.

ინგლისელმა ჭურვის მკვლევარმა დოქტორმა რიზმა სამეცნიერო სტატიაში აღწერა ტყუილი (მხოლოდ 16 სანტიმეტრი სიგრძის), რომელიც ჰაერში სამართლიანი მანძილის გავლით დაეცა იახტის ხიდზე, რომელიც თითქმის შვიდი მეტრის სიმაღლეზე იყო წყალზე.

ეს ხდება, რომ ბევრი მფრინავი კალმარი დაეცემა გემს ცქრიალა კასკადში. ძველმა მწერალმა ტრებიუს ნიგერმა ერთხელ თქვა სამწუხარო ამბავი გემზე, რომელიც კი გემბანზე დაცემული მფრინავი კალმარების წონის ქვეშაც კი ჩაიძირა. Squids შეიძლება აფრენის გარეშე აჩქარება.

რვაფეხასაც შეუძლია ფრენა. ფრანგმა ნატურალისტმა ჟან ვერანიმ დაინახა, რომ ჩვეულებრივი რვაფეხა აჩქარდა აკვარიუმში და უცებ წყლიდან უკან გადახტა. ჰაერში ხუთი მეტრის სიგრძის რკალის აღწერის შემდეგ, ის კვლავ აკვარიუმში გადავიდა. ხტუნვის სიჩქარე შეაგროვა, რვაფეხა გადავიდა არა მხოლოდ გამანადგურებელი ბიძგის გამო, არამედ საცეცებითაც.
დიდი რვაფეხა ცურავს, რასაკვირველია, უფრო ცუდია ვიდრე კალმარები, მაგრამ კრიტიკულ მომენტებში მათ შეუძლიათ აჩვენონ რეკორდული კლასი საუკეთესო სპრინტერებისთვის. კალიფორნიის აკვარიუმის თანამშრომლები ცდილობდნენ გადაეღოთ რვაფეხა, რომელიც თავს ესხმოდა კრაბს. რვაფეხა მტაცებელს ისე სწრაფად მივარდა, რომ ფილმზე ყოველთვის იყო ცხიმი, თუნდაც ყველაზე დიდი სიჩქარით გადაღებისას. ასე რომ, დარტყმა გაგრძელდა წამის მეასედში! ჩვეულებრივ, რვაფეხა შედარებით ნელა ცურავს. ჯოზეფ სეინლემ, რომელმაც შეისწავლა რვაფეხა მიგრაცია, გამოთვალა, რომ რვაფეხა, ნახევარი მეტრის ზომის, ზღვაზე ცურავს საშუალოდ დაახლოებით თხუთმეტი კილომეტრის სიჩქარით. თითოეული ძარღვიდან გადმოგდებული წყლის ნაკადი მას წინ უბიძგებს (უფრო სწორად, უკან, რადგან რვაფეხა უკან ცურავს) ორიდან ორნახევარ მეტრამდე.

რეაქტიული ძრავა ასევე გვხვდება მცენარეულ სამყაროში. მაგალითად, "შეშლილი კიტრის" მწიფე ხილი ოდნავი შეხებისას იშლება ღეროდან, ხოლო თესლით წებოვანი სითხე ძალით იშლება ხვრელიდან. ამავდროულად, კიტრი თავად დაფრინავს საპირისპირო მიმართულებით 12 მ -მდე.

იცოდე იმპულსის შენარჩუნების კანონი, შეგიძლია შეცვალო შენი მოძრაობის სიჩქარე ღია სივრცეში. თუ თქვენ ხართ ნავში და გაქვთ რამდენიმე მძიმე ქვა, მაშინ ქვების სროლით გარკვეული მიმართულებით, თქვენ გადახვალთ საპირისპირო მიმართულებით. იგივე მოხდება გარე სივრცეში, მაგრამ იქ ისინი იყენებენ რეაქტიული ძრავებს ამისათვის.

ყველამ იცის, რომ იარაღიდან გასროლას თან ახლავს უკუცემა. ტყვიის წონა იარაღის წონის ტოლი რომ იყოს, ისინი იმავე სიჩქარით დაფრინავდნენ. უკუსვლა ხდება იმიტომ, რომ აირების უარი მასა ქმნის რეაქტიულ ძალას, რომლის წყალობითაც შესაძლებელია მოძრაობის უზრუნველყოფა როგორც ჰაერში, ასევე უჰაერო სივრცეში. და რაც უფრო დიდია ამომავალი გაზების მასა და სიჩქარე, მით უფრო დიდია ჩვენი მხრის უკუცემის ძალა, მით უფრო ძლიერია იარაღის რეაქცია, მით უფრო დიდია რეაქტიული ძალა.

რეაქტიული ძრავის გამოყენება ტექნოლოგიაში

მრავალი საუკუნის განმავლობაში კაცობრიობა ოცნებობდა კოსმოსურ მოგზაურობაზე. სამეცნიერო ფანტასტიკის მწერლებმა შესთავაზეს სხვადასხვა საშუალება ამ მიზნის მისაღწევად. მე -17 საუკუნეში გამოჩნდა ფრანგი მწერლის კირანო დე ბერჟერაკის ისტორია მთვარეზე ფრენის შესახებ. ამ ისტორიის გმირმა მთვარეს მიაღწია რკინის ეტლით, რომლის თავზე ის მუდმივად აგდებდა ძლიერ მაგნიტს. მისკენ მიმავალი ვაგონი სულ უფრო მაღლა აიწია დედამიწაზე, სანამ მთვარემდე არ მიაღწია. ბარონ მიუნჰაუზენმა თქვა, რომ იგი მთვარეზე ავიდა ლობიოს ღეროზე.

ჩვენი წელთაღრიცხვის პირველი ათასწლეულის ბოლოს, ჩინეთმა გამოიგონა რეაქტიული ძრავა, რომელიც ამოძრავებდა რაკეტებს - დენთით სავსე ბამბუკის მილებს, ისინი ასევე გამოიყენებოდა გასართობად. ერთ -ერთი პირველი მანქანის პროექტი ასევე იყო რეაქტიული ძრავით და ეს პროექტი ეკუთვნოდა ნიუტონს.

ადამიანის ფრენისათვის განკუთვნილი თვითმფრინავის მსოფლიოში პირველი პროექტის ავტორი იყო რუსი რევოლუციონერი ნ. კიბალჩიჩი. ის სიკვდილით დასაჯეს 1881 წლის 3 აპრილს იმპერატორ ალექსანდრე II- ის მკვლელობის მცდელობაში მონაწილეობისათვის. მან შეიმუშავა თავისი პროექტი ციხეში სიკვდილით დასჯის შემდეგ. კიბალჩიჩი წერდა: ”ციხეში, სიკვდილამდე რამდენიმე დღით ადრე, მე ვწერ ამ პროექტს. მე მჯერა ჩემი იდეის მიზანშეწონილობის და ეს რწმენა მხარს უჭერს ჩემს საშინელ სიტუაციაში ... მე მშვიდად შევხვდები სიკვდილს, რადგან ვიცი, რომ ჩემი იდეა ჩემთან ერთად არ დაიღუპება. ”

კოსმოსური ფრენებისთვის რაკეტების გამოყენების იდეა შემოიტანა ამ საუკუნის დასაწყისში რუსი მეცნიერის კონსტანტინ ედუარდოვიჩ ციოლკოვსკის მიერ. 1903 წელს, კალუგას გიმნაზიის მასწავლებლის სტატია K.E. ციოლკოვსკი "მსოფლიო სივრცის კვლევა რეაქტიული მოწყობილობებით". ეს ნაშრომი შეიცავს ყველაზე მნიშვნელოვან მათემატიკურ განტოლებას ასტრონავტიკისთვის, რომელიც ახლა ცნობილია როგორც "ციოლკოვსკის ფორმულა", რომელიც აღწერს ცვლადი მასის სხეულის მოძრაობას. შემდგომში მან შეიმუშავა თხევადი საწვავის სარაკეტო ძრავის სქემა, შესთავაზა რაკეტის მრავალსაფეხურიანი დიზაინი და გამოხატა იდეა დედამიწის ორბიტაზე მთელი კოსმოსური ქალაქების შექმნის შესაძლებლობის შესახებ. მან აჩვენა, რომ ერთადერთი მოწყობილობა, რომელსაც შეუძლია სიმძიმის ძალის გადალახვა, არის რაკეტა, ე.ი. აპარატი გამანადგურებელი ძრავით საწვავის გამოყენებით და ოქსიდაციონერი, რომელიც მდებარეობს თავად აპარატზე.

Რეაქტიული ძრავაარის ძრავა, რომელიც გარდაქმნის საწვავის ქიმიურ ენერგიას გაზის გამანადგურებლის კინეტიკურ ენერგიად, ხოლო ძრავა იძენს სიჩქარეს საპირისპირო მიმართულებით.

კიოლკოვსკის იდეა საბჭოთა მეცნიერებმა განახორციელეს აკადემიკოს სერგეი პავლოვიჩ კოროლევის ხელმძღვანელობით. პირველი ხელოვნური დედამიწის თანამგზავრი რაკეტის გამოყენებით საბჭოთა კავშირში გაუშვეს 1957 წლის 4 ოქტომბერს.

რეაქტიული ძრავის პრინციპი ფართოდ გამოიყენება ავიაციაში და ასტრონავტიკაში. გარე სივრცეში არ არსებობს საშუალება, რომელთანაც სხეულს შეეძლო ურთიერთქმედება და ამით მისი სიჩქარის მიმართულების და მოდულის შეცვლა, ამიტომ კოსმოსური ფრენებისათვის შეიძლება გამოყენებულ იქნეს მხოლოდ გამანადგურებელი თვითმფრინავები, ანუ რაკეტები.

სარაკეტო მოწყობილობა

რაკეტის მოძრაობა ემყარება იმპულსის შენარჩუნების კანონს. თუ რაღაც მომენტში რომელიმე სხეული გადააგდეს რაკეტიდან, მაშინ ის შეიძენს იმავე იმპულსს, მაგრამ მიმართულია საპირისპირო მიმართულებით

ნებისმიერ რაკეტაში, მიუხედავად მისი დიზაინისა, ყოველთვის არის ჭურვი და საწვავი დაჟანგვით. რაკეტის ჭურვი მოიცავს დატვირთვას (ამ შემთხვევაში, კოსმოსურ ხომალდს), ინსტრუმენტების განყოფილებას და ძრავას (წვის პალატა, ტუმბოები და სხვა).

რაკეტის უმეტესი ნაწილი არის საწვავი ჟანგვით (დაჟანგვა საჭიროა საწვავის წვის შესანარჩუნებლად, ვინაიდან სივრცეში ჟანგბადი არ არის).

საწვავი და ოქსიდიზატორი იწვის წვის პალატაში. საწვავი, იწვის, იქცევა მაღალი ტემპერატურის და მაღალი წნევის გაზად. წვის პალატაში და გარე სივრცეში წნევის დიდი სხვაობის გამო, წვის პალატის გაზები მძლავრი ჭავლით გარედან მიედინება სპეციალური ფორმის ზარის საშუალებით, რომელსაც საქშენს უწოდებენ. საქშენების დანიშნულებაა თვითმფრინავის სიჩქარის გაზრდა.

რაკეტის გაშვებამდე მისი იმპულსი ნულის ტოლია. გაზის ურთიერთქმედების შედეგად წვის პალატაში და რაკეტის ყველა სხვა ნაწილში, ნაკადიდან გასული გაზი იღებს გარკვეულ იმპულსს. რაკეტა არის დახურული სისტემა და მისი მთლიანი იმპულსი ნულის ტოლი უნდა იყოს გაშვების შემდეგაც კი. ამრიგად, რაკეტის ჭურვი, რომელიც მთლიანად მასში არის, იღებს იმპულსს გაზების იმპულსის სიდიდით, მაგრამ საპირისპირო მიმართულებით.

რაკეტის ყველაზე მასიურ ნაწილს, რომელიც შექმნილია მთლიანი რაკეტის გასაშვებად და დასაჩქარებლად, ეწოდება პირველი ეტაპი. როდესაც მრავალსაფეხურიანი რაკეტის პირველ მასიურ საფეხურს აწვება საწვავი აჩქარების დროს, იგი გამოყოფილია. შემდგომი აჩქარება გრძელდება მეორე, ნაკლებად მასიური საფეხურით და პირველი ეტაპის დახმარებით ადრე მიღწეულ სიჩქარეს ამატებს კიდევ რაღაც სიჩქარეს და შემდეგ ჰყოფს. მესამე ეტაპი აგრძელებს სიჩქარის გაზრდას საჭირო მნიშვნელობამდე და ატარებს დატვირთვას ორბიტაზე.

პირველი ადამიანი, ვინც კოსმოსში გაფრინდა, იყო საბჭოთა კავშირის მოქალაქე იური ალექსევიჩ გაგარინი. 1961 წლის 12 აპრილი მან შემოიარა დედამიწა ვოსტოკის სატელიტზე

საბჭოთა რაკეტებმა პირველად მიაღწიეს მთვარეს, შემოიარეს მთვარე და გადაიღეს მისი უხილავი მხარე დედამიწიდან, პირველი მიაღწია პლანეტას ვენერას და მიაწოდა სამეცნიერო ინსტრუმენტები მის ზედაპირს. 1986 წელს ორმა საბჭოთა კოსმოსურმა ხომალდმა "ვეგა -1" და "ვეგა -2" შეისწავლა ჰალლის კომეტა ახლო მანძილიდან, მზეს უახლოვდებოდა 76 წელიწადში ერთხელ.

დასრულებულია:
Სტუდენტი
ჯგუფები 1-121
ოკუნევა ალენა
შემოწმებულია:
პლ ვინეამინოვნა

ქალაქი პერევოზი
2011 წ
შინაარსი:

შესავალი: რა არის რეაქტიული ძრავა ………………………………………………………………………………………………………… ..3
იმპულსის დაცვის კანონი …………………………………………………………… .4
გამანადგურებელი ძრავის გამოყენება ბუნებაში ………………………… .. …………………… 5
რეაქტიული ძრავის გამოყენება ტექნოლოგიაში ……………………………………………………………………………………………
რეაქტიული ძრავა "ინტერკონტინენტური რაკეტა" ………… .. ……… ...… 7
რეაქტიული ძრავის ფიზიკური საფუძვლები..................... .................... 8
რეაქტიული ძრავების კლასიფიკაცია და მათი გამოყენების მახასიათებლები …………………………………………………………………………………………………………………… .9.
თვითმფრინავის დიზაინისა და შექმნის მახასიათებლები ... ... ... 10
დასკვნა ………………………………………………………………………………………… .11
გამოყენებული ლიტერატურის ჩამონათვალი ……………………………………………………

"რეაქტიული ძრავა"
რეაქტიული მოძრაობა არის სხეულის მოძრაობა მისი ნაწილების გარკვეული სიჩქარით მისგან გამოყოფის გამო. რეაქტიული მოძრაობა აღწერილია იმპულსის შენარჩუნების კანონის საფუძველზე.
გამანადგურებელი ძრავა, რომელიც ახლა გამოიყენება თვითმფრინავებში, რაკეტებსა და კოსმოსურ ჭურვებში, დამახასიათებელია რვაფეხა, კალმარის, ჭარხლის, მედუზისთვის - ყველა მათგანი გამონაკლისის გარეშე იყენებს ცურვის წყლის რეაქციის (უკუგდებას) ცურვისთვის.
თვითმფრინავების ძრავის მაგალითები ასევე გვხვდება მცენარეულ სამყაროში.
სამხრეთ ქვეყნებში არსებობს მცენარე სახელწოდებით "შეშლილი კიტრი". მხოლოდ მსუბუქად უნდა შეეხოთ მწიფე ხილს, კიტრის მსგავსად, როდესაც ის ამოდის ღეროდან და ნაყოფისგან წარმოქმნილი ხვრელიდან თესლით თხევადი შადრევანი მიედინება 10 მ / წმ სიჩქარით. რა

კიტრი თავად მიფრინავს საპირისპირო მიმართულებით. შეშლილი კიტრი (სხვაგვარად მას უწოდებენ "ქალბატონის პისტოლეტს") ისვრის 12 მეტრზე მეტს.

"იმპულსის შენარჩუნების კანონი"
დახურულ სისტემაში სისტემაში შემავალი ყველა სხეულის იმპულსების ვექტორული ჯამი უცვლელი რჩება ამ სისტემის სხეულებს შორის ნებისმიერი ურთიერთქმედებისათვის.
ბუნების ამ ფუნდამენტურ კანონს ეწოდება იმპულსის შენარჩუნების კანონი. ეს არის ნიუტონის მეორე და მესამე კანონების შედეგი. განვიხილოთ ორი ურთიერთდაკავშირებული ორგანო, რომლებიც დახურული სისტემის ნაწილია.
ამ სხეულებს შორის ურთიერთქმედების ძალები აღინიშნება და ნიუტონის მესამე კანონის თანახმად, თუ ეს სხეულები ურთიერთქმედებენ t დროის განმავლობაში, მაშინ ურთიერთქმედების ძალების იმპულსები ერთნაირია მასშტაბით და მიმართულია საპირისპირო მიმართულებით: გამოიყენეთ მეორე კანონი ნიუტონის ამ ორგანოებს:

"თვითმფრინავის მოძრაობის გამოყენება ბუნებაში"
რეაქტიული ძრავა გამოიყენება მრავალი მოლუსკის მიერ - რვაფეხა, კალმარი, ჭრაქი. მაგალითად, ხრაშუნა წინ მიიწევს წინ ჭურვიდან ამოვარდნილი წყლის ნაკადის რეაქტიული ძალის გამო, როდესაც მისი სარქველები მკვეთრად არის შეკუმშული.

რვაფეხა
ჭურჭელი, ისევე როგორც ცეფალოპოდების უმეტესობა, წყალში მოძრაობს შემდეგი გზით. ის წყალს ღრძილის ღრუში ატარებს გვერდითი ნაპრალისა და სხეულის წინ სპეციალური ძაბრის მეშვეობით, შემდეგ კი ენერგიულად აგდებს წყლის ნაკადს ძაბრის გავლით. ჭურჭელი ატარებს ძაბრის მილს გვერდით ან უკან და სწრაფად ამოიღებს წყალს მისგან, შეუძლია გადაადგილება სხვადასხვა მიმართულებით.
სალპა არის ზღვის ცხოველი გამჭვირვალე სხეულით, როდესაც ის მოძრაობს, იგი იღებს წყალს წინა ღიობიდან, ხოლო წყალი შედის ფართო ღრუში, რომლის შიგნითაც ღრძილები დიაგონალურად არის გადაჭიმული. როგორც კი ცხოველი დიდხანს სვამს წყალს, ხვრელი იხურება. შემდეგ სალპას გრძივი და განივი კუნთები იკუმშება, მთელი სხეული იკუმშება და წყალი გამოდის უკანა ხვრელში. მიედინება რეაქტიული რეაქცია სალპას წინ უბიძგებს. ყველაზე დიდი ინტერესი ციყვის რეაქტიული ძრავაა. კალმარი არის ოკეანის სიღრმის უდიდესი უხერხემლო მკვიდრი. Squids მიაღწია უმაღლეს სრულყოფას თვითმფრინავი ნავიგაცია. მათი სხეულები რაკეტას კი კოპირებენ გარე ფორმებით. იცოდე იმპულსის შენარჩუნების კანონი, შეგიძლია შეცვალო შენი მოძრაობის სიჩქარე ღია სივრცეში. თუ თქვენ ხართ ნავში და გაქვთ რამდენიმე მძიმე ქვა, მაშინ ქვების სროლით გარკვეული მიმართულებით, თქვენ გადახვალთ საპირისპირო მიმართულებით. იგივე მოხდება გარე სივრცეში, მაგრამ იქ ისინი იყენებენ რეაქტიული ძრავებს ამისათვის.

"თვითმფრინავის ძრავის გამოყენება ტექნოლოგიაში"
ჩვენი წელთაღრიცხვის პირველი ათასწლეულის ბოლოს, ჩინეთმა გამოიგონა რეაქტიული ძრავა, რომელიც ამოძრავებდა რაკეტებს - დენთით სავსე ბამბუკის მილებს, ისინი ასევე გამოიყენებოდა გასართობად. მანქანების ერთ -ერთი პირველი პროექტი ასევე იყო რეაქტიული ძრავით და ეს პროექტი ეკუთვნოდა ნიუტონს.
ადამიანის ფრენისათვის განკუთვნილი თვითმფრინავის მსოფლიოში პირველი პროექტის ავტორი იყო რუსი რევოლუციონერი ნ. კიბალჩიჩი. ის სიკვდილით დასაჯეს 1881 წლის 3 აპრილს იმპერატორ ალექსანდრე II- ის მკვლელობის მცდელობაში მონაწილეობისათვის. მან შეიმუშავა თავისი პროექტი ციხეში სიკვდილით დასჯის შემდეგ. კიბალჩიჩი წერდა: ”ციხეში ყოფნისას, ჩემს სიკვდილამდე რამდენიმე დღით ადრე, მე ვწერ ამ პროექტს. მე მჯერა ჩემი იდეის მიზანშეწონილობის და ეს რწმენა მხარს უჭერს ჩემს საშინელ სიტუაციაში ... მე მშვიდად შევხვდები სიკვდილს, რადგან ვიცი, რომ ჩემი იდეა ჩემთან ერთად არ დაიღუპება. ”
კოსმოსური ფრენებისთვის რაკეტების გამოყენების იდეა შემოიტანა ამ საუკუნის დასაწყისში რუსი მეცნიერის კონსტანტინ ედუარდოვიჩ ციოლკოვსკის მიერ. 1903 წელს, კალუგას გიმნაზიის მასწავლებლის სტატია K.E. ციოლკოვსკი "მსოფლიო სივრცის კვლევა რეაქტიული მოწყობილობებით". ეს ნაშრომი შეიცავს ყველაზე მნიშვნელოვან მათემატიკურ განტოლებას ასტრონავტიკისთვის, რომელიც ახლა ცნობილია როგორც "ციოლკოვსკის ფორმულა", რომელიც აღწერს ცვლადი მასის სხეულის მოძრაობას. შემდგომში მან შეიმუშავა თხევადი საწვავის სარაკეტო ძრავის სქემა, შესთავაზა რაკეტის მრავალსაფეხურიანი დიზაინი და გამოხატა იდეა დედამიწის ახლო ორბიტაზე მთელი კოსმოსური ქალაქების შექმნის შესაძლებლობის შესახებ. მან აჩვენა, რომ ერთადერთი მოწყობილობა, რომელსაც შეუძლია სიმძიმის ძალის გადალახვა, არის რაკეტა, ე.ი. აპარატი გამანადგურებელი ძრავით, საწვავის გამოყენებით და ოქსიდაციონერი, რომელიც მდებარეობს თავად აპარატზე. საბჭოთა რაკეტებმა პირველად მიაღწიეს მთვარეს, შემოიარეს მთვარე და გადაიღეს მისი უხილავი მხარე დედამიწიდან, პირველი მიაღწიეს პლანეტას ვენერას და მიაწოდეს სამეცნიერო ინსტრუმენტები მის ზედაპირზე. 1986 წელს ორმა საბჭოთა კოსმოსურმა ხომალდმა "ვეგა -1" და "ვეგა -2" ახლო მანძილიდან შეისწავლა ჰალლის კომეტა, რომელიც მზეს უახლოვდებოდა 76 წელიწადში ერთხელ.

რეაქტიული ძრავა "საკონტინენტთაშორისო რაკეტა"
კაცობრიობა ყოველთვის ოცნებობდა კოსმოსში მოგზაურობაზე. მხატვრული ლიტერატურის მწერლები, მეცნიერები, მეოცნებეები გვთავაზობენ სხვადასხვა საშუალებებს ამ მიზნის მისაღწევად. მაგრამ ადამიანის განკარგულებაში არსებული ერთადერთი საშუალება, რომლის დახმარებითაც შესაძლებელია გრავიტაციის ძალის გადალახვა და კოსმოსში გაფრენა მრავალი საუკუნის განმავლობაში, არ არის გამოგონილი არცერთ მეცნიერმა და არც ერთმა სამეცნიერო ფანტასტიკის მწერალმა. კ. ე. ციოლკოვსკი - კოსმოსური ფრენების თეორიის ფუძემდებელი.
პირველად, ბევრი ადამიანის ოცნება და მისწრაფებები პირველად მიუახლოვდა რეალობას რუსი მეცნიერის კონსტანტინე ედუარდოვიჩ ციოლკოვსკის მიერ (1857-1935), რომელმაც აჩვენა, რომ გრავიტაციის დაძლევის ერთადერთი აპარატი რაკეტაა, ის იყო პირველი მიაწოდეთ მეცნიერული მტკიცებულება რაკეტის გამოყენების შესაძლებლობის შესახებ გარე სივრცეში ფრენისას, დედამიწის ატმოსფეროს მიღმა და მზის სისტემის სხვა პლანეტებზე. წოილკოვსკიმ რაკეტას უწოდა აპარატი გამანადგურებელი ძრავით, რომელიც იყენებს საწვავს და ჟანგვის აგენტს.
როგორც იცით ფიზიკის კურსიდან, იარაღიდან გასროლას თან ახლავს უკუცემა. ნიუტონის კანონების თანახმად, ტყვია და იარაღი ერთნაირი მასის მქონე სხვადასხვა მიმართულებით ერთი და იმავე სიჩქარით დაფრინავდნენ. აირების უარყოფილი მასა ქმნის რეაქტიულ ძალას, რომლის წყალობითაც შესაძლებელია მოძრაობის უზრუნველყოფა, როგორც ჰაერში, ასევე უჰაერო სივრცეში, ასე ხდება უკუცემა. რაც უფრო დიდია ჩვენი მხრის უკუცემის ძალა, მით მეტია ამომავალი გაზების მასა და სიჩქარე და, შესაბამისად, რაც უფრო ძლიერია იარაღის რეაქცია, მით უფრო დიდია რეაქტიული ძალა. ეს მოვლენები აიხსნება იმპულსის შენარჩუნების კანონით:
დახურულ სისტემას შემავალი სხეულების იმპულსის ვექტორული (გეომეტრიული) ჯამი უცვლელი რჩება სისტემის სხეულების ნებისმიერი მოძრაობისა და ურთიერთქმედებისათვის.
ციოლკოვსკის წარმოდგენილი ფორმულა არის საფუძველი, რომელსაც ემყარება თანამედროვე რაკეტების მთლიანი გაანგარიშება. ციოლკოვსკის ნომერი არის საწვავის მასის თანაფარდობა რაკეტის მასასთან ძრავის მუშაობის ბოლოს - რაკეტის ცარიელ წონაზე.
ამრიგად, ჩვენ აღმოვაჩინეთ, რომ რაკეტის მაქსიმალური მიღწევადი სიჩქარე პირველ რიგში დამოკიდებულია საქშენებიდან აირების გადინების სიჩქარეზე. და საქშენების გაზის სიჩქარე, თავის მხრივ, დამოკიდებულია საწვავის ტიპზე და გაზის ნაკადის ტემპერატურაზე. ეს ნიშნავს, რომ რაც უფრო მაღალია ტემპერატურა, მით უფრო დიდია სიჩქარე. შემდეგ, ნამდვილი რაკეტისთვის, თქვენ უნდა შეარჩიოთ ყველაზე მაღალკალორიული საწვავი, რომელიც იძლევა ყველაზე დიდ სითბოს. ფორმულა გვიჩვენებს, რომ სხვა საკითხებთან ერთად, რაკეტის სიჩქარე დამოკიდებულია რაკეტის საწყის და საბოლოო მასაზე, იმაზე, თუ რამდენია მისი წონა საწვავზე და რომელი ნაწილი უსარგებლო (ფრენის სიჩქარის თვალსაზრისით) სტრუქტურებზე: სხეული მექანიზმები და ა.
ციოლკოვსკის ამ ფორმულიდან მთავარი დასკვნა კოსმოსური რაკეტის სიჩქარის დასადგენად არის ის, რომ უჰაერო სივრცეში რაკეტა განავითარებს უფრო დიდ სიჩქარეს, რაც უფრო დიდია აირების გადინების სიჩქარე და მით უფრო დიდია ციოლკოვსკის რიცხვი.

"რეაქტიული ძრავის ფიზიკური საფუძვლები"
სხვადასხვა ტიპის თანამედროვე მძლავრი რეაქტიული ძრავები ემყარება პირდაპირი რეაქციის პრინციპს, ე.ი. მამოძრავებელი ძალის (ან ბიძგის) შექმნის პრინციპი ძრავიდან გამომავალი "სამუშაო ნივთიერების" რეაქციის (უკუცემის) სახით, ჩვეულებრივ ინკანდესენტური აირებით. ყველა ძრავას აქვს ენერგიის გარდაქმნის ორი პროცესი. პირველ რიგში, საწვავის ქიმიური ენერგია გარდაიქმნება წვის პროდუქტების თერმულ ენერგიად, შემდეგ კი თერმული ენერგია გამოიყენება მექანიკური სამუშაოს შესასრულებლად. ასეთი ძრავები მოიცავს მანქანების დგუშის ძრავებს, დიზელის ლოკომოტივებს, ელექტროსადგურების ორთქლისა და გაზის ტურბინებს და ა. მას შემდეგ რაც ცხელი აირები წარმოიქმნება სითბოს ძრავში, რომელიც შეიცავს დიდ თერმულ ენერგიას, ეს ენერგია უნდა გარდაიქმნას მექანიკურ ენერგიად. ყოველივე ამის შემდეგ, ძრავები ემსახურება შესრულებას მექანიკური სამუშაო, რაღაცის "გადაადგილების", ამოქმედების მიზნით, არ აქვს მნიშვნელობა ეს არის დინამო-მანქანა თხოვნით, რომ დაამატოთ ნახატები ელექტროსადგურზე, დიზელის ლოკომოტივზე, მანქანაზე თუ თვითმფრინავზე. იმისათვის, რომ აირების თერმული ენერგია გადავიდეს მექანიკურ ენერგიაში, მათი მოცულობა უნდა გაიზარდოს. ამ გაფართოებით, გაზები ასრულებენ მუშაობას, რომელიც მოიხმარს მათ შიდა და თერმულ ენერგიას.
გამანადგურებელ საქშენს შეიძლება ჰქონდეს განსხვავებული ფორმა და, უფრო მეტიც, განსხვავებული დიზაინი ძრავის ტიპზეა დამოკიდებული. მთავარია სიჩქარე, რომლითაც აირები გამოედინება ძრავიდან. თუ ეს გადინების სიჩქარე არ აღემატება იმ სიჩქარეს, რომლითაც ხმის ტალღები ვრცელდება გამავალ გაზებში, მაშინ საქშენები არის მარტივი ცილინდრული ან ვიწრო მილის სეგმენტი. თუ გადინების სიჩქარე უნდა აღემატებოდეს ხმის სიჩქარეს, მაშინ საქშენს ეძლევა გაფართოებული მილის ფორმა, ან, ჯერ ვიწროვდება, შემდეგ კი ფართოვდება (საყვარელი საქშენები). მხოლოდ ამ ფორმის მილში, როგორც თეორია და გამოცდილება გვიჩვენებს, შესაძლებელია გაზების დაჩქარება ზებგერითი სიჩქარით და "ხმის ბარიერის" გადალახვა.

"რეაქტიული ძრავების კლასიფიკაცია და მათი გამოყენების მახასიათებლები"
თუმცა, ამ მძლავრმა საყრდენმა, პირდაპირი რეაქციის პრინციპმა, წარმოშვა გამანადგურებელი ძრავის ოჯახის "ოჯახის ხის" უზარმაზარი გვირგვინი. მისი გვირგვინის ძირითადი ფილიალების გაცნობა, პირდაპირი რეაქციის "მაგისტრალის" დაგვირგვინება. მალე, როგორც ფიგურიდან ჩანს (იხ. ქვემოთ), ეს საყრდენი ორ ნაწილად იყოფა, თითქოს ელვისებური დარტყმით იყო გაყოფილი. ორივე ახალი საყრდენი თანაბრად არის მორთული ძლიერი გვირგვინებით. ეს დაყოფა განპირობებული იყო იმით, რომ ყველა "ქიმიური" რეაქტიული ძრავა იყოფა ორ კლასად, იმისდა მიხედვით, იყენებენ თუ არა ისინი გარემოს ჰაერს თავიანთი მუშაობისთვის.
სხვა ტიპის არაკომპრესორულ ძრავაში, რამჯეტში, ეს სარქველის გისოსებიც კი არ არის და წვის პალატაში წნევა იზრდება მაღალსიჩქარიანი წნევის შედეგად, ე.ი. ფრენისას ძრავაში შემავალი ჰაერის ნაკადის დამუხრუჭება. ნათელია, რომ ასეთ ძრავას შეუძლია იმუშაოს მხოლოდ მაშინ, როდესაც თვითმფრინავი უკვე დაფრინავს საკმარისად მაღალი სიჩქარით; ის არ გამოიწვევს პარკირების წინსვლას. მეორეს მხრივ, ძალიან დიდი სიჩქარით, ხმის სიჩქარეზე 4-5-ჯერ მეტი, რამჯეტის ძრავა ავითარებს ძალიან მაღალ ბიძგს და მოიხმარს ნაკლებ საწვავს, ვიდრე ნებისმიერი სხვა "ქიმიური" რეაქტიული ძრავა ამ პირობებში. ამიტომ რამჯეტის ძრავები.
და ა.შ .................

ადამიანების უმეტესობისთვის ტერმინი "რეაქტიული ძრავა" წარმოდგენილია მეცნიერებისა და ტექნოლოგიის თანამედროვე პროგრესის სახით, განსაკუთრებით ფიზიკის სფეროში. ბევრი ადამიანი ტექნოლოგიურ რეაქციულ მოძრაობას კოსმოსურ ხომალდებს, თანამგზავრებსა და თვითმფრინავებს უკავშირებს. გამოდის, რომ რეაქტიული ძრავის ფენომენი არსებობდა ბევრად ადრე, ვიდრე თავად ადამიანი და მისგან დამოუკიდებლად. ადამიანებმა მხოლოდ მოახერხეს იმის გაგება, გამოყენება და განვითარება, რაც ექვემდებარება ბუნებისა და სამყაროს კანონებს.

რა არის რეაქტიული ძრავა?

ჩართული ინგლისური ენასიტყვა "jet" ჟღერს როგორც "jet". ეს ნიშნავს სხეულის მოძრაობას, რომელიც იქმნება მისგან ნაწილის გამოყოფის პროცესში გარკვეული სიჩქარით. ვლინდება ძალა, რომელიც სხეულს მოძრაობს საპირისპირო მიმართულებით მოძრაობის მიმართულებიდან, გამოყოფს მისგან ნაწილს. ყოველ ჯერზე, როდესაც მატერია ამოღებულია ობიექტიდან და ობიექტი მოძრაობს საპირისპირო მიმართულებით, აღინიშნება გამანადგურებელი მოძრაობა. იმისათვის, რომ ობიექტები ჰაერში აიყვანონ, ინჟინრებმა უნდა შექმნან მძლავრი სარაკეტო დანადგარი. ცეცხლის ჭავლების გამოშვებით, რაკეტის ძრავები მას დედამიწის ორბიტაზე ამაღლებენ. ზოგჯერ რაკეტები აგზავნიან თანამგზავრებს და კოსმოსურ ზონდებს.

რაც შეეხება თვითმფრინავებსა და სამხედრო თვითმფრინავებს, მათი მოქმედების პრინციპი გარკვეულწილად ახსენებს რაკეტის აფრენას: ფიზიკური სხეული რეაგირებს გაზის მძლავრ ჭავლზე, რის შედეგადაც ის მოძრაობს საპირისპირო მიმართულებით. ეს არის თვითმფრინავების ძირითადი პრინციპი.

ნიუტონის კანონები თვითმფრინავის მოძრაობაში

ინჟინრები აყალიბებენ თავიანთ განვითარებას სამყაროს პრინციპებზე, რომლებიც პირველად დეტალურად იქნა აღწერილი გამოჩენილი ბრიტანელი მეცნიერის ისააკ ნიუტონის ნაშრომებში, რომელიც ცხოვრობდა მე -17 საუკუნის ბოლოს. ნიუტონის კანონები აღწერს გრავიტაციის მექანიზმებს და გვეუბნება რა ხდება, როდესაც საგნები მოძრაობენ. ისინი განსაკუთრებით ნათლად ხსნიან სხეულების მოძრაობას სივრცეში.

ნიუტონის მეორე კანონი განსაზღვრავს, რომ მოძრავი ობიექტის ძალა დამოკიდებულია იმაზე, თუ რამდენ მასალას შეიცავს იგი, სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, მის მასაზე და მოძრაობის სიჩქარის (აჩქარება) ცვლილებებზე. ეს ნიშნავს, რომ მძლავრი რაკეტის შესაქმნელად აუცილებელია, რომ იგი მუდმივად ათავისუფლებს დიდი რაოდენობით მაღალსიჩქარიანი ენერგიას. ნიუტონის მესამე კანონი ამბობს, რომ თითოეული მოქმედებისთვის იქნება თანაბარი ძალა, მაგრამ საპირისპირო რეაქცია - ოპოზიცია. რეაქტიული ძრავები ბუნებაში და ტექნოლოგიაში ემორჩილება ამ კანონებს. რაკეტის შემთხვევაში მოქმედების ძალა არის მატერია, რომელიც გამოიყოფა გამონაბოლქვი მილიდან. საპირისპირო ღონისძიებაა რაკეტის წინ წამოწევა. ეს არის გამოსხივების ძალა, რომელიც უბიძგებს რაკეტას. კოსმოსში, სადაც რაკეტას პრაქტიკულად არ აქვს წონა, სარაკეტო ძრავების მცირედი დაწკაპუნებითაც კი შესაძლებელია დიდი გემი სწრაფად გაფრინდეს წინ.

ტექნიკა რეაქტიული ძრავის გამოყენებით

რეაქტიული ძრავის ფიზიკა არის ის, რომ სხეულის აჩქარება ან შენელება ხდება მიმდებარე სხეულების გავლენის გარეშე. პროცესი ხდება სისტემის ნაწილის გამოყოფის გამო.

ტექნოლოგიური რეაქტიული ძრავის მაგალითებია:

1. გასროლისგან უკუცემის ფენომენი;
2. აფეთქებები;
3. უბედური შემთხვევების დროს დარტყმა;
4. უკან დახევა ძლიერი სახანძრო შლანგის გამოყენებისას;
5. ნავი წყლის გამანადგურებელი ძრავით;
6. თვითმფრინავი და რაკეტა.

სხეულები ქმნიან დახურულ სისტემას, თუ ისინი მხოლოდ ერთმანეთთან ურთიერთობენ. ასეთმა ურთიერთქმედებამ შეიძლება გამოიწვიოს ორგანოების მექანიკური მდგომარეობის შეცვლა, რომლებიც ქმნიან სისტემას.

როგორია იმპულსის შენარჩუნების კანონის მოქმედება?

პირველად ეს კანონი გამოაცხადა ფრანგმა ფილოსოფოსმა და ფიზიკოსმა რ.დეკარტმა. როდესაც ორი ან მეტი სხეული ურთიერთქმედებს, მათ შორის იქმნება დახურული სისტემა. მოძრაობის ნებისმიერ სხეულს აქვს საკუთარი იმპულსი. ეს არის სხეულის მასა გამრავლებული მის სიჩქარეზე. სისტემის მთლიანი იმპულსი უდრის მასში შემავალი სხეულების იმპულსების ვექტორულ ჯამს. სისტემის შიგნით ნებისმიერი სხეულის იმპულსი იცვლება მათი ურთიერთდამოკიდებულების გამო. დახურულ სისტემაში სხეულების მთლიანი იმპულსი უცვლელი რჩება სხეულების სხვადასხვა გადაადგილებისა და ურთიერთქმედებისას. ეს არის იმპულსის შენარჩუნების კანონი.

ამ კანონის მოქმედების მაგალითები შეიძლება იყოს სხეულების ნებისმიერი შეჯახება (ბილიარდის ბურთები, მანქანები, ელემენტარული ნაწილაკები), ასევე სხეულების აფეთქება და სროლა. იარაღის გასროლისას ხდება უკან დახევა: ჭურვი წინ მიიწევს და თვითონ იარაღი უკან იწევს. Რატომ ხდება ეს? ტყვია და იარაღი ქმნიან ერთმანეთთან დახურულ სისტემას, სადაც მოქმედებს იმპულსის კონსერვაციის კანონი. გასროლისას იცვლება თვით იარაღის იმპულსები და ტყვია. მაგრამ იარაღის მთლიანი იმპულსი და მასში ტყვია გასროლის წინ უტოლდება მოძრავი იარაღისა და გასროლის შემდეგ გასროლილ ტყვიას. ტყვიას და იარაღს ერთი და იგივე მასა რომ ჰქონოდათ, ისინი იმავე სიჩქარით საპირისპირო მიმართულებით დაფრინავდნენ.

იმპულსის დაცვის კანონს აქვს ფართო პრაქტიკული გამოყენება. ეს საშუალებას გაძლევთ აგიხსნათ გამანადგურებელი მოძრაობა, რის გამოც უმაღლესი სიჩქარეები.

რეაქტიული მოძრაობა ფიზიკაში

იმპულსის შენარჩუნების კანონის ყველაზე თვალსაჩინო მაგალითია რაკეტის მიერ განხორციელებული რეაქტიული ძრავა. ძრავის ყველაზე მნიშვნელოვანი ნაწილი არის წვის პალატა. მის ერთ კედელში არის გამანადგურებელი საქშენები, რომლებიც ადაპტირებულია გაზის გამოყოფისთვის, რომელიც წარმოიქმნება საწვავის წვის შედეგად. მაღალი ტემპერატურისა და წნევის გავლენის ქვეშ, გაზი დიდი სიჩქარით გამოდის ძრავის საქშენებიდან. რაკეტის გაშვებამდე, დედამიწის მიმართ მისი იმპულსი ნულის ტოლია. გაშვების მომენტში, რაკეტა ასევე იღებს იმპულსს, რომელიც უდრის გაზის იმპულსს, მაგრამ საპირისპირო მიმართულებით.

თვითმფრინავის ძრავის ფიზიკის მაგალითი ყველგან ჩანს. დაბადების დღის აღნიშვნისას, ბუშტი შეიძლება გახდეს რაკეტა. Როგორ? ააფეთქეთ ბუშტი ღია ხვრელის დაჭერით, რათა ჰაერი არ გაიქცეს. ახლა კი თავი დაანებე. ბუშტი იმოძრავებს ოთახში დიდი სიჩქარით, ამოძრავებს მისგან გამომავალი ჰაერი.

რეაქტიული ძრავის ისტორია

რეაქტიული ძრავების ისტორია დაიწყო ჩვენს წელთაღრიცხვამდე 120 წლით ადრე, როდესაც ალექსანდრიელმა ჰერონმა შექმნა პირველი რეაქტიული ძრავა - ეოლიპილი. წყალი შეედინება ლითონის ბურთში, რომელიც თბება ცეცხლით. ორთქლი, რომელიც გადის ამ ბურთიდან, ბრუნავს მას. ეს მოწყობილობა აჩვენებს რეაქტიულ ძრავას. მღვდლებმა გამოიყენეს ჰერონის ძრავა ტაძრის კარების გასახსნელად. ეოლიპილის მოდიფიკაცია - სეგნერის ბორბალი, რომელიც ეფექტურად გამოიყენება ჩვენს დროში სასოფლო -სამეურნეო მიწის სარწყავად. მე -16 საუკუნეში ჯოვანი ბრანკამ გააცნო მსოფლიოს პირველი ორთქლის ტურბინა, რომელიც მუშაობდა რეაქტიული ძრავის პრინციპზე. ისააკ ნიუტონმა შესთავაზა ორთქლის მანქანის ერთ -ერთი პირველი დიზაინი.

პირველი მცდელობა გამოიყენოს თვითმფრინავი ძრავა ტექნოლოგიაში მიწაზე გადასაადგილებლად თარიღდება 15-17 საუკუნეებით. 1000 წლის წინაც კი, ჩინელებს ჰქონდათ რაკეტები, რომლებსაც ისინი სამხედრო იარაღად იყენებდნენ. მაგალითად, 1232 წელს, ქრონიკის თანახმად, მონღოლებთან ომში ისინი იყენებდნენ რაკეტებით აღჭურვილ ისრებს.

თვითმფრინავების მშენებლობის პირველი მცდელობები დაიწყო 1910 წელს. საფუძველი იქნა გასული საუკუნეების სარაკეტო კვლევა, რომელიც დეტალურად აღწერს ფხვნილის გამაძლიერებლების გამოყენებას, რამაც შეიძლება მნიშვნელოვნად შეამციროს შემდგომი დამწვრობისა და აფრენის ხანგრძლივობა. მთავარი დიზაინერი იყო რუმინელი ინჟინერი ანრი კოანდა, რომელმაც ააგო თვითმფრინავი დგუშის ძრავზე დაყრდნობით. ტექნოლოგიური რეაქტიული ძრავის პიონერს სამართლიანად შეიძლება ვუწოდოთ ინჟინერი ინგლისიდან - ფრენკ უიტლი, რომელმაც წამოაყენა პირველი იდეები რეაქტიული ძრავის შესაქმნელად და მიიღო მისი პატენტი მათზე მე -19 საუკუნის ბოლოს.

პირველი რეაქტიული ძრავები

პირველად, თვითმფრინავის ძრავის განვითარება რუსეთში დაიწყო მე -20 საუკუნის დასაწყისში. თვითმფრინავების მოძრაობის თეორია და სარაკეტო დარტყმა, რომელსაც შეუძლია ზებგერითი სიჩქარის განვითარება, წამოაყენა ცნობილმა რუსმა მეცნიერმა კ. ე. ციოლკოვსკიმ. ნიჭიერმა დიზაინერმა ა.მ. ლიულკამ მოახერხა ამ იდეის სიცოცხლე. სწორედ მან შექმნა სსრკ -ში პირველი რეაქტიული თვითმფრინავის პროექტი, რომელიც მუშაობდა რეაქტიული ტურბინით. პირველი თვითმფრინავი შეიქმნა გერმანელი ინჟინრების მიერ. პროექტის შექმნა და წარმოება ფარულად ხდებოდა შენიღბულ ქარხნებში. ჰიტლერმა, თავისი იდეით, გამხდარიყო მსოფლიო მმართველი, გერმანიის საუკეთესო დიზაინერები ჩართო უძლიერესი იარაღის, მათ შორის მაღალსიჩქარიანი თვითმფრინავების წარმოებაში. მათგან ყველაზე წარმატებული იყო პირველი გერმანული თვითმფრინავი, მესერსშმიტი -262. ეს თვითმფრინავი გახდა პირველი მსოფლიოში, რომელმაც წარმატებით ჩააბარა ყველა გამოცდა, აფრინდა თავისუფლად და ამის შემდეგ დაიწყო მასობრივი წარმოება.

თვითმფრინავს ჰქონდა შემდეგი მახასიათებლები:

• მოწყობილობას ჰქონდა ორი ტურბოჯეტიანი ძრავა.
• მშვილდში მდებარეობდა რადარი.
• თვითმფრინავის მაქსიმალური სიჩქარე 900 კმ / სთ -ს აღწევდა.

ყველა ამ ინდიკატორისა და დიზაინის მახასიათებლების წყალობით, პირველი გამანადგურებელი თვითმფრინავი "Messerschmitt-262" იყო საშინელი იარაღი სხვა თვითმფრინავების წინააღმდეგ.

თანამედროვე თვითმფრინავების პროტოტიპები

ომის შემდგომ პერიოდში რუსმა დიზაინერებმა შექმნეს გამანადგურებელი თვითმფრინავები, რომლებიც მოგვიანებით გახდნენ თანამედროვე თვითმფრინავების პროტოტიპები.

I-250, უფრო ცნობილი როგორც ლეგენდარული MiG-13, არის გამანადგურებელი, რომელზეც A.I. მიქოიანი მუშაობდა. პირველი რეისი მოხდა 1945 წლის გაზაფხულზე, იმ დროს თვითმფრინავმა აჩვენა რეკორდული სიჩქარე 820 კმ / სთ. MiG-9 და Yak-15 გამანადგურებელი თვითმფრინავები ამოქმედდა.

1945 წლის აპრილში, პირველად P.O. Sukhoi-Su-5– ის გამანადგურებელი თვითმფრინავი აფრინდა ცაში, ამოდის და დაფრინავს სტრუქტურის უკანა ნაწილში მდებარე საჰაერო გამანადგურებელი კომპრესორის და დგუშის ძრავის გამო.

ომის დამთავრებისა და ნაცისტური გერმანიის ჩაბარების შემდეგ, საბჭოთა კავშირმა მიიღო გერმანული თვითმფრინავები გამანადგურებელი ძრავით JUMO-004 და BMW-003, როგორც ჯილდოები.

პირველი მსოფლიო პროტოტიპები

არა მხოლოდ გერმანელი და საბჭოთა დიზაინერები იყვნენ ჩართული ახალი თვითმფრინავების შემუშავებაში, ტესტირებასა და წარმოებაში. ინჟინრებმა აშშ -დან, იტალიიდან, იაპონიიდან, დიდი ბრიტანეთი ასევე შექმნეს მრავალი წარმატებული პროექტი ტექნოლოგიური რეაქტიული ძრავის გამოყენებით. პირველი განვითარება სხვადასხვა ტიპის ძრავებს მოიცავს:

• Non-178 არის გერმანული ტურბოჯეტით მომუშავე თვითმფრინავი, რომელიც აფრინდა 1939 წლის აგვისტოში.
• გლოსტერი 28/39 - თვითმფრინავი წარმოშობით დიდი ბრიტანეთიდან, ტურბოჯეტის ძრავით, პირველად ცაში ავიდა 1941 წელს.
• He -176 - მებრძოლი, რომელიც შეიქმნა გერმანიაში სარაკეტო ძრავის გამოყენებით, პირველი ფრენა განახორციელა 1939 წლის ივლისში.
• BI -2 - პირველი საბჭოთა თვითმფრინავი, რომელიც რაკეტით იქნა განპირობებული ელექტროსადგური.
• CampiniN.1 არის იტალიაში შექმნილი გამანადგურებელი თვითმფრინავი, რომელიც გახდა იტალიელი დიზაინერების პირველი მცდელობა დგუშის ანალოგიდან შორს.
• Yokosuka MXY7 Ohka ("ოკა") Tsu-11 ძრავით არის იაპონური გამანადგურებელი-ბომბდამშენი, ეგრეთ წოდებული ერთჯერადი თვითმფრინავი ბორტზე კამიკაზის პილოტით.

გამანადგურებელი ძრავის გამოყენება ტექნოლოგიაში მკვეთრ იმპულსს წარმოადგენდა შემდეგი რეაქტიული თვითმფრინავების სწრაფი შექმნისათვის და შემდგომი განვითარებასამხედრო და სამოქალაქო თვითმფრინავების მშენებლობა.

1. GlosterMeteor - გამანადგურებელი გამანადგურებელი, წარმოებული დიდ ბრიტანეთში 1943 წელს, მნიშვნელოვანი როლი შეასრულა მეორე მსოფლიო ომში და მისი დასრულების შემდეგ იგი მსახურობდა გერმანული V -1 რაკეტების შემაკავებლად.
2. Lockheed F-80 არის ამერიკული წარმოების თვითმფრინავი, რომელიც იყენებს AllisonJ ძრავას. ამ თვითმფრინავებმა მონაწილეობა მიიღეს იაპონიასა და კორეის ომში არაერთხელ.
3. B-45 Tornado არის თანამედროვე ამერიკული B-52 ბომბდამშენის პროტოტიპი, რომელიც შეიქმნა 1947 წელს.
4. MiG-15 არის აღიარებული MiG-9 გამანადგურებლის მიმდევარი, რომელიც აქტიურად მონაწილეობდა სამხედრო კონფლიქტში კორეაში, წარმოებული იქნა 1947 წლის დეკემბერში.
5. Tu-144 არის პირველი საბჭოთა ზებგერითი გამანადგურებელი თვითმფრინავი.

თანამედროვე გამანადგურებელი მანქანები

ყოველწლიურად, თვითმფრინავები უმჯობესდება, რადგან დიზაინერები მთელი მსოფლიოდან მუშაობენ ახალი თაობის თვითმფრინავების შექმნაზე, რომელსაც შეუძლია ფრენა ხმის სიჩქარით და ზებგერითი სიჩქარით. ახლა არის თვითმფრინავები, რომლებსაც შეუძლიათ დიდი რაოდენობის მგზავრებისა და ტვირთის განთავსება, უზარმაზარი ზომისა და 3000 კმ / სთ -ზე წარმოუდგენელი სიჩქარით, სამხედრო თვითმფრინავებით, რომლებიც აღჭურვილია თანამედროვე საბრძოლო აღჭურვილობით.

მაგრამ ამ ჯიშს შორის არის რეკორდული თვითმფრინავების რამდენიმე დიზაინი:

1. Airbus A380 არის ყველაზე ტევადი თვითმფრინავი, რომელსაც შეუძლია 853 მგზავრის განთავსება ბორტზე, რაც უზრუნველყოფილია ორსართულიანი სტრუქტურით. ის ასევე არის ჩვენი დროის ერთ -ერთი ყველაზე მდიდრული და ძვირადღირებული თვითმფრინავი. ყველაზე დიდი სამგზავრო ლაინერი ჰაერში.
2. Boeing 747 - 35 წელზე მეტი ხნის განმავლობაში იგი ითვლებოდა ყველაზე ტევად ორსართულიან თვითმფრინავზე და შეეძლო 524 მგზავრის გადაყვანა.
3. AN-225 Mriya არის სატვირთო თვითმფრინავი, რომლის ტევადობა 250 ტონაა.
4. LockheedSR-71 არის გამანადგურებელი თვითმფრინავი, რომელიც ფრენის დროს აღწევს 3529 კმ / სთ სიჩქარეს.

საავიაციო კვლევები ჯერ კიდევ არ დგას, რადგან თვითმფრინავები სწრაფად განვითარებადი თანამედროვე ავიაციის საფუძველია. რამდენიმე დასავლური და რუსული პილოტირებული, სამგზავრო, უპილოტო თვითმფრინავი თვითმფრინავები ამჟამად დიზაინის პროცესშია და მათი გაშვება იგეგმება უახლოეს წლებში.

მომავლის რუსული ინოვაციური განვითარება მოიცავს მეხუთე თაობის PAK FA-T-50 გამანადგურებელს, რომლის პირველი ასლები ჯარებში ჩავა სავარაუდოდ 2017 წლის ბოლოს ან 2018 წლის დასაწყისში ახალი რეაქტიული ძრავის გამოცდის შემდეგ.

ბუნება არის თვითმფრინავის ძრავის მაგალითი

მოძრაობის რეაქტიული პრინციპი თავდაპირველად ბუნებამ განაპირობა. მის მოქმედებას იყენებენ ჭრიჭინაების, მედუზების, მრავალი მოლუსკის ლარვები - ხუჭუჭა, ჭრაქი, რვაფეხა, კალმარები. ისინი იყენებენ ერთგვარ "მოგერიების პრინციპს". წიწიბურა წყალში იწოვს და ისე სწრაფად აგდებს მას, რომ ისინი თვითონ აკეთებენ წინსვლას. ამ მეთოდის გამოყენებით კალმარებს შეუძლიათ მიაღწიონ სიჩქარეს 70 კილომეტრამდე საათში. ამიტომაც გადაადგილების ამ მეთოდმა შესაძლებელი გახადა კალმარების სახელწოდება „ბიოლოგიური რაკეტები“. ინჟინრებმა უკვე გამოიგონეს ძრავი, რომელიც დაფუძნებულია კალმარის მოძრაობაზე. ბუნებაში და ტექნოლოგიაში გამანადგურებელი ძრავის გამოყენების ერთ -ერთი მაგალითია წყლის ჭავლი.

ეს არის მოწყობილობა, რომელიც უზრუნველყოფს მოძრაობას ძლიერი წნევის ქვეშ გადმოგდებული წყლის ძალის გამოყენებით. მოწყობილობაში წყალი გადაედინება პალატაში, შემდეგ კი მისგან გამოიყოფა საქშენით, ხოლო ხომალდი მოძრაობს გამანადგურებელი განდევნის საპირისპირო მიმართულებით. წყალი ივსება დიზელის ან ბენზინის ძრავით.

მცენარეული სამყარო ასევე გთავაზობთ თვითმფრინავების ძრავის მაგალითებს. მათ შორის არის სახეობები, რომლებიც იყენებენ ამ მოძრაობას თესლის გასავრცელებლად, მაგალითად შეშლილი კიტრი. მხოლოდ გარეგნულად, ეს მცენარე ჰგავს კიტრს, რომელსაც ჩვენ შევეჩვიეთ. და დამახასიათებელი "მძვინვარე" მან მიიღო რეპროდუქციის უცნაური გზის გამო. მწიფდება, ხილი გამოდის ღეროებიდან. შედეგად, იხსნება ხვრელი, რომლის მეშვეობითაც კიტრი ისვრის იმ ნივთიერებას, რომელიც შეიცავს თესლს გამწვანებისთვის და იყენებს რეაქტიულობას. და კიტრი თვითონ თორმეტ მეტრამდე ბრუნდება გასროლის საპირისპირო მხარეს.

რეაქტიული ძრავის გამოვლინება ბუნებაში და ტექნოლოგიაში ექვემდებარება სამყაროს ერთსა და იმავე კანონებს. კაცობრიობა სულ უფრო მეტად იყენებს ამ კანონებს თავისი მიზნების მისაღწევად არა მხოლოდ დედამიწის ატმოსფეროში, არამედ სივრცის უკიდეგანო სივრცეში და თვითმფრინავების ძრავა ამის ნათელი მაგალითია.