Fizika. Lëvizja reaktive në natyrë dhe teknologji. Informacion interesant rreth shtytjes së avionit Aty ku ndodh në natyrë lëvizja e avionëve

Anijet kozmike shumëtonëshe fluturojnë në qiell dhe kandil deti transparent, xhelatinoz, sepjet dhe oktapodët manovrojnë me shkathtësi në ujërat e detit - çfarë kanë të përbashkët? Rezulton se në të dyja rastet, për të lëvizur përdoret parimi i shtytjes së avionit. Pikërisht kësaj teme i kushtohet artikulli ynë i sotëm.

Le të shohim historinë

Më së shumti informacioni i parë i besueshëm për raketat daton në shekullin e 13-të. Ato u përdorën nga hindutë, kinezët, arabët dhe evropianët në luftime si armë luftarake dhe sinjalizuese. Kjo u pasua nga shekuj e harresës pothuajse të plotë të këtyre pajisjeve.

Në Rusi, ideja e përdorimit të një motori reaktiv u ringjall falë veprave të revolucionarit Nikolai Kibalchich. I ulur në birucat mbretërore, ai u zhvillua Projekti rus motor reaktiv dhe avion për njerëzit. Kibalchich u ekzekutua dhe projekti i tij ishte duke mbledhur pluhur në arkivat e policisë sekrete cariste për shumë vite.

Idetë, vizatimet dhe llogaritjet kryesore të këtij njeriu të talentuar dhe të guximshëm morën zhvillim të mëtejshëm në veprat e K.E. Tsiolkovsky, i cili propozoi përdorimin e tyre për komunikime ndërplanetare. Nga viti 1903 deri në vitin 1914, ai botoi një sërë veprash, ku vërteton bindshëm mundësinë e përdorimit të shtytjes reaktiv për eksplorimin e hapësirës dhe vërteton këshillimin e përdorimit të raketave me shumë shkallë.

Shumë zhvillime shkencore të Tsiolkovsky përdoren ende në raketa.

Raketat biologjike

Si lindi në përgjithësi ideja e lëvizjes, duke u nisur nga rryma juaj e avionit? Ndoshta, duke vëzhguar nga afër jetën detare, banorët e zonave bregdetare vunë re se si ndodh kjo në mbretërinë e kafshëve.

Për shembull, fiston lëviz për shkak të forcës reaktive të rrymës së ujit të nxjerrë nga guaska gjatë ngjeshjes së shpejtë të valvulave të saj. Por ai kurrë nuk do të vazhdojë me notarët më të shpejtë - kallamarët.

Trupat e tyre si raketa nxitojnë me bishtin përpara, duke nxjerrë ujin e ruajtur nga një gyp special. lëvizin sipas të njëjtit parim, duke shtrydhur ujin duke kontraktuar kupolën e tyre transparente.

Natyra ka pajisur me një "motor reaktiv" dhe një bimë të quajtur "kastravec squirting". Kur frutat e tij janë pjekur plotësisht, në përgjigje të prekjes më të vogël, ai nxjerr glutenin me farat. Vetë fetusi hidhet në drejtim të kundërt në një distancë deri në 12 m!

As jeta detare dhe as bimët nuk i dinë ligjet fizike që qëndrojnë në themel të kësaj mënyre lëvizjeje. Ne do të përpiqemi ta kuptojmë.

Bazat fizike të parimit të shtytjes reaktiv

Le t'i drejtohemi së pari eksperimentit më të thjeshtë. Fryni një top gome dhe, pa u lidhur, le të shkojmë në fluturim të lirë. Lëvizja e shpejtë e topit do të vazhdojë për sa kohë që rryma e ajrit që del prej tij është mjaft e fortë.

Për të shpjeguar rezultatet e këtij eksperimenti, duhet t'i drejtohemi ligjit III, i cili thotë se dy trupa ndërveprojnë me forca të barabarta në madhësi dhe të kundërta në drejtim. Rrjedhimisht, forca me të cilën topi vepron në avionët e ajrit që ikën prej tij është e barabartë me forcën me të cilën ajri e largon topin nga vetja.

Le ta transferojmë këtë arsyetim te raketa. Këto pajisje hedhin një pjesë të masës së tyre me shpejtësi të madhe, si rezultat i së cilës ata vetë marrin nxitim në drejtim të kundërt.

Nga pikëpamja e fizikës, kjo procesi shpjegohet qartë me ligjin e ruajtjes së momentit. Momenti është prodhimi i masës trupore sipas shpejtësisë së tij (mv) Ndërsa raketa është në qetësi, shpejtësia dhe momenti i saj janë të barabarta me zero. Nëse një rrymë avion hidhet prej saj, atëherë pjesa e mbetur, sipas ligjit të ruajtjes së momentit, duhet të fitojë një shpejtësi të tillë që momenti total të jetë ende i barabartë me zero.

Le të kthehemi te formulat:

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

m g v g = - m p v p,

ku m g v g impuls i krijuar nga një rrymë gazesh, m p v p impuls i marrë nga raketa.

Shenja minus tregon se drejtimi i lëvizjes së raketës dhe avionit është i kundërt.

Struktura dhe parimi i funksionimit të një motori reaktiv

Në teknologji, motorët e avionëve vënë në lëvizje aeroplanë, raketa dhe lëshojnë anije kozmike në orbita. Në varësi të qëllimit, ata kanë një pajisje të ndryshme. Por secila prej tyre ka një furnizim me karburant, një dhomë për djegien e saj dhe një hundë që përshpejton rrjedhën e avionit.

Stacionet automatike ndërplanetare janë gjithashtu të pajisura me një ndarje instrumentesh dhe kabina me një sistem mbështetjeje jete për astronautët.

Raketat moderne hapësinore janë avionë komplekse, shumëfazësh që përdorin përparimet më të fundit në inxhinieri. Pas lëshimit, karburanti në fazën e poshtme digjet fillimisht, pas së cilës ndahet nga raketa, duke zvogëluar masën e saj totale dhe duke rritur shpejtësinë e saj.

Më pas konsumohet karburant në fazën e dytë e kështu me radhë.Më në fund avioni sillet në një trajektore të paracaktuar dhe fillon fluturimin e tij të pavarur.

Le të ëndërrojmë pak

Ëndërrimtari dhe shkencëtari i madh K.E. Tsiolkovsky u dha brezave të ardhshëm besimin se motorët e avionëve do ta lejonin njerëzimin të dilte nga atmosfera e tokës dhe të nxitonte në hapësirë. Parashikimi i tij u realizua. Hëna, madje edhe kometat e largëta, eksplorohen me sukses nga anije kozmike.

Në astronautikë, përdoren motorë me avion të lëngshëm. Përdorimi i produkteve të naftës si lëndë djegëse, por shpejtësitë që mund të merren me ndihmën e tyre janë të pamjaftueshme për fluturime shumë të gjata.

Ndoshta ju, lexuesit tanë të dashur, do të jeni dëshmitarë të fluturimeve të tokësorëve drejt galaktikave të tjera në anije kozmike me motorë reaktiv bërthamor, termonuklear ose jon.

Nëse ky mesazh është i dobishëm për ju, është mirë t'ju shoh.

Ligji i ruajtjes së momentit ka një rëndësi të madhe kur merret parasysh shtytja e avionëve.
Nën shtytje reaktiv kuptojnë lëvizjen e një trupi që ndodh kur një pjesë e tij ndahet me një shpejtësi të caktuar në lidhje me të, për shembull, kur produktet e djegies rrjedhin nga një hundë e avionit reaktiv. Në këtë rast, të ashtuquajturat Forca reaktive duke e shtyrë trupin.
E veçanta e forcës reaktive është se ajo lind si rezultat i bashkëveprimit të pjesëve të vetë sistemit pa asnjë ndërveprim me trupat e jashtëm.
Ndërsa forca që i jep përshpejtimin, për shembull, një këmbësor, anije ose aeroplan, lind vetëm për shkak të ndërveprimit të këtyre trupave me tokën, ujin ose ajrin.

Pra, lëvizja e trupit mund të merret si rezultat i daljes së një rryme lëngu ose gazi.

Në natyrë, shtytje jetështë e natyrshme kryesisht në organizmat e gjallë që jetojnë në mjedisin ujor.

Në teknologji, shtytja e avionëve përdoret në transportin lumor (motorët reaktiv), në industrinë e automobilave (makina garash), në çështjet ushtarake, në aviacion dhe astronautikë.
Të gjithë avionët modernë me shpejtësi të lartë janë të pajisur me motorë reaktivë. ata janë në gjendje të ofrojnë shpejtësinë e kërkuar të fluturimit.
Është e pamundur të përdoren motorë të tjerë përveç motorëve reaktivë në hapësirën e jashtme, pasi atje nuk ka asnjë mbështetje, nga e cila mund të merret përshpejtimi.

Historia e zhvillimit të teknologjisë jet

Krijuesi i raketës ushtarake ruse ishte shkencëtari i artilerisë K.I. Konstantinov. Me një peshë prej 80 kg, rrezja e raketave Konstantinov arriti në 4 km.

Ideja e përdorimit të shtytjes reaktiv në një avion, projekti i një pajisjeje aeronautike reaktiv, u parashtrua në 1881 nga N.I. Kibalçiç.

Në vitin 1903, fizikani i famshëm K.E. Tsiolkovsky vërtetoi mundësinë e fluturimit në hapësirën ndërplanetare dhe zhvilloi projektin e avionit të parë raketë me një motor reaktiv të lëngshëm.

K.E. Tsiolkovsky projektoi një tren me raketa hapësinore, të përbërë nga një seri raketash që punojnë me radhë dhe zhduken ndërsa karburanti konsumohet.

Parimet e përdorimit të motorëve reaktiv

Zemra e çdo motori reaktiv është një dhomë djegieje, në të cilën, gjatë djegies së karburantit, formohen gazra që kanë një temperaturë shumë të lartë dhe ushtrojnë presion në muret e dhomës. Gazrat nxirren nga një grykë e ngushtë rakete me shpejtësi të lartë dhe krijojnë shtytje jet. Në përputhje me ligjin e ruajtjes së momentit, raketa fiton shpejtësi në drejtim të kundërt.

Momenti i sistemit (produktet e djegies së raketave) mbetet zero. Meqenëse masa e raketës zvogëlohet, edhe me një shpejtësi konstante të daljes së gazit, shpejtësia e saj do të rritet, duke arritur gradualisht vlerën e saj maksimale.
Lëvizja e një rakete është një shembull i lëvizjes së një trupi me masë të ndryshueshme. Për të llogaritur shpejtësinë e tij, përdoret ligji i ruajtjes së momentit.

Motorët reaktivë ndahen në motorë raketash dhe motorë reaktivë.

Motorë raketash janë lëndë djegëse të ngurta ose të lëngëta.
Në motorët e raketave me lëndë djegëse të ngurta, karburanti që përmban një agjent të djegshëm dhe një agjent oksidues do të hidhet në brendësi të dhomës së djegies së motorit.
V motorët e avionëve të lëngshëm i projektuar për të nisur anijen kozmike, karburanti dhe oksiduesi ruhen veçmas në rezervuarë të veçantë dhe pompohen në dhomën e djegies me ndihmën e pompave. Ata mund të përdorin vajguri, benzinë, alkool, hidrogjen të lëngshëm, etj. si lëndë djegëse, dhe oksigjen të lëngshëm si një agjent oksidues të nevojshëm për djegie, acid nitrik, dhe etj.

Raketat moderne hapësinore me tre faza lëshohen vertikalisht dhe pasi kalojnë nëpër shtresa të dendura të atmosferës, ato transferohen në fluturim në një drejtim të caktuar. Çdo fazë rakete ka rezervuarin e vet të karburantit dhe rezervuarin e oksiduesit, si dhe motorin e tij reaktiv. Ndërsa karburanti digjet, fazat e harxhuara të raketës hidhen poshtë.

Motorë reaktivë me ajër aktualisht përdoret kryesisht në avionë. Dallimi kryesor i tyre nga motorët e raketave është se oksigjeni nga ajri që hyn në motor nga atmosfera shërben si një agjent oksidues për djegien e karburantit.
Motorët me avion ajror përfshijnë motorë turbocharger me kompresorë boshtor dhe centrifugal.
Ajri në këta motorë tërhiqet dhe kompresohet nga një kompresor i drejtuar nga një turbinë me gaz. Gazrat që dalin nga dhoma e djegies krijojnë një forcë shtytëse reaktive dhe rrotullojnë rotorin e turbinës.

Me shpejtësi shumë të larta fluturimi, ngjeshja e gazrave në dhomën e djegies mund të kryhet për shkak të rrjedhës së ajrit në hyrje. Nuk ka nevojë për kompresor.

E përfunduar:
Studenti
Grupet 1-121
Okuneva Alena
Kontrolluar:
P.L. Vineaminovna

Qyteti Perevoz
2011
Përmbajtja:

Hyrje: çfarë është Propulsion reaktiv………………………………………………………… …..…………………………………..3
Ligji i ruajtjes së impulsit ………………………………………………………………………………………………………………………………………………
Zbatimi i shtytjes së avionit në natyrë …………………………………………….. 5
Zbatimi i shtytjes reaktiv në teknologji ………………………………… ..….… .6
Propulsion reaktiv "Raketë ndërkontinentale" …………… .. ……………… 7
Bazat fizike të një motori reaktiv..................... .................... 8
Klasifikimi i motorëve të avionëve dhe veçoritë e përdorimit të tyre ………………………………………………………………………………………………………………… .9
Karakteristikat e projektimit dhe krijimit të një avioni ... .. ... 10
Përfundim ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
Lista e literaturës së përdorur …………………………………………………

"Propulsion jet"
Lëvizja reaktive është lëvizja e një trupi për shkak të ndarjes prej tij me një shpejtësi të caktuar të disa pjesëve të tij. Lëvizja reaktive përshkruhet bazuar në ligjin e ruajtjes së momentit.
Propulsioni reaktiv, i cili tani përdoret në aeroplanë, raketa dhe predha hapësinore, është karakteristik për oktapodët, kallamarët, sepjet, kandil deti - të gjithë, pa përjashtim, përdorin reagimin (tërheqjen) e avionit të hedhur të ujit për not.
Shembuj të shtytjes së avionit mund të gjenden gjithashtu në botën e bimëve.
Në vendet jugore ekziston një bimë e quajtur "kastravec i çmendur". Mjafton të preket lehtë fruti i pjekur, i ngjashëm me një kastravec, teksa kërcen nga kërcelli dhe përmes vrimës së krijuar nga fruti, një lëng me fara ikën si një shatërvan me shpejtësi deri në 10 m/s.

Në të njëjtën kohë, vetë kastravecat fluturojnë në drejtim të kundërt. Një kastravec i çmendur (përndryshe quhet "pistoleta e zonjës") qëllon më shumë se 12 m.

"Ligji i ruajtjes së momentit"
Në një sistem të mbyllur, shuma vektoriale e momentit të të gjithë trupave të përfshirë në sistem mbetet konstante për çdo ndërveprim midis trupave të këtij sistemi.
Ky ligj themelor i natyrës quhet ligji i ruajtjes së momentit. Është pasojë e ligjeve të dyta dhe të treta të Njutonit. Konsideroni dy trupa ndërveprues që janë pjesë e një sistemi të mbyllur.
Forcat e bashkëveprimit ndërmjet këtyre trupave do të shënohen me dhe Sipas ligjit të tretë të Njutonit Nëse këta trupa bashkëveprojnë gjatë kohës t, atëherë impulset e forcave të bashkëveprimit janë të njëjta në madhësi dhe të drejtuara në drejtime të kundërta: Zbatoni për këta trupa ligji i dytë i Njutonit:

"Përdorimi i shtytjes së avionëve në natyrë"
Propulsioni reaktiv përdoret nga shumë molusqe - oktapodë, kallamar, sepje. Për shembull, një molusq i fistonit lëviz përpara për shkak të forcës reaktive të një rryme uji që nxirret nga guaska kur valvulat e tij janë të ngjeshura ashpër.

Oktapod
Sepjet, si shumica e cefalopodëve, lëvizin në ujë në mënyrën e mëposhtme. Ai tërheq ujin në zgavrën e gushës përmes të çarës anësore dhe një gypi të veçantë përpara trupit, dhe më pas hedh me forcë një rrjedhë uji përmes hinkës. Sepja e drejton tubin e hinkës anash ose mbrapa dhe duke shtrydhur me shpejtësi ujin nga ai, mund të lëvizë në drejtime të ndryshme.
Salpa është një kafshë deti me trup transparent, kur lëviz, merr ujë përmes hapjes së përparme dhe uji hyn në një zgavër të gjerë, brenda së cilës gushat shtrihen diagonalisht. Sapo kafsha pi një gllënjkë të gjatë uji, vrima mbyllet. Pastaj muskujt gjatësor dhe tërthor të salpës tkurren, i gjithë trupi kontraktohet dhe uji shtyhet jashtë përmes hapjes së pasme. Reagimi i avionit që rrjedh e shtyn salpën përpara. Me interes më të madh është motori reaktiv i kallamarit. Kallamari është banori më i madh jovertebror i thellësive të oqeanit. Kallamarët kanë arritur përsosmërinë më të lartë në navigimin me avion. Trupat e tyre madje kopjojnë raketën me format e tyre të jashtme. Duke ditur ligjin e ruajtjes së momentit, ju mund të ndryshoni shpejtësinë tuaj të lëvizjes në hapësirë ​​të hapur. Nëse jeni në një varkë dhe keni disa gurë të rëndë, atëherë duke hedhur gurë në një drejtim të caktuar, do të lëvizni në drejtim të kundërt. E njëjta gjë do të ndodhë në hapësirën e jashtme, por atje përdorin motorë reaktivë për këtë.

"Përdorimi i shtytjes së avionëve në teknologji"
Në fund të mijëvjeçarit të parë të erës sonë, Kina shpiku shtytje reaktiv, e cila shtynte raketa - tuba bambu të mbushura me barut, ato u përdorën gjithashtu si argëtim. Një nga projektet e para të makinave ishte edhe me motor jet dhe ky projekt i përkiste Njutonit.
Autori i projektit të parë në botë të një avioni reaktiv të projektuar për fluturim njerëzor ishte revolucionari rus N.I. Kibalçiç. Ai u ekzekutua më 3 prill 1881 për pjesëmarrje në atentatin ndaj perandorit Aleksandër II. Ai e zhvilloi projektin e tij në burg pas dënimit me vdekje. Kibalchich shkroi: “Ndërsa jam në burg, disa ditë para vdekjes sime, po shkruaj këtë projekt. Unë besoj në realizueshmërinë e idesë sime dhe ky besim më mbështet në pozicionin tim të tmerrshëm... Do ta përballoj me qetësi vdekjen, duke e ditur se ideja ime nuk do të humbasë bashkë me mua."
Ideja e përdorimit të raketave për fluturimet hapësinore u propozua në fillim të këtij shekulli nga shkencëtari rus Konstantin Eduardovich Tsiolkovsky. Më 1903, një artikull nga mësuesi i gjimnazit Kaluga K.E. Tsiolkovsky "Eksplorimi i hapësirave botërore me pajisje jet". Kjo vepër përmbante ekuacionin matematikor më të rëndësishëm për astronautikën, i njohur tani si "Formula Tsiolkovsky", e cila përshkruante lëvizjen e një trupi me masë të ndryshueshme. Në të ardhmen, ai zhvilloi një skemë për një motor rakete me karburant të lëngshëm, propozoi një dizajn rakete me shumë faza dhe shprehu idenë e mundësisë së krijimit të qyteteve të tëra hapësinore në orbitën afër tokës. Ai tregoi se e vetmja pajisje e aftë për të kapërcyer forcën e gravitetit është një raketë, d.m.th. aparat me një motor reaktiv që përdor karburant dhe një oksidues të vendosur në vetë aparatin. Raketat sovjetike ishin të parat që arritën në Hënë, rrethuan Hënën dhe fotografuan anën e saj të padukshme nga Toka, të parat që arritën planetin Venus dhe dërguan instrumente shkencore në sipërfaqen e tij. Në vitin 1986, dy anije kozmike sovjetike "Vega-1" dhe "Vega-2" ekzaminuan kometën e Halley nga një distancë e afërt, duke iu afruar Diellit një herë në 76 vjet.

Propulsion reaktiv "raketë ndërkontinentale"
Njerëzimi gjithmonë ka ëndërruar të udhëtojë në hapësirë. Shkrimtarët fantastiko-shkencor, shkencëtarët, ëndërrimtarët kanë propozuar një sërë mjetesh për të arritur këtë qëllim. Por mjeti i vetëm në dispozicion të njeriut, me ndihmën e të cilit njeriu mund të kapërcejë forcën e gravitetit dhe të fluturojë në hapësirë ​​për shumë shekuj, nuk është shpikur nga një shkencëtar i vetëm, as një shkrimtar i vetëm fantashkencë. K.E. Tsiolkovsky - themeluesi i teorisë së fluturimit në hapësirë.
Për herë të parë, ëndrra dhe aspiratat e shumë njerëzve u afruan për herë të parë me realitetin nga shkencëtari rus Konstantin Eduardovich Tsiolkovsky (1857-1935), i cili tregoi se i vetmi aparat i aftë për të kapërcyer gravitetin është një raketë, ai ishte i pari që të sigurojë prova shkencore të mundësisë së përdorimit të një rakete për fluturime në hapësirën e jashtme, përtej atmosferës tokësore dhe në planetë të tjerë të sistemit diellor. Tsoilkovsky e quajti një raketë një pajisje me një motor reaktiv që përdor karburant dhe një oksidues në të.
Siç e dini nga kursi i fizikës, një e shtënë nga një armë shoqërohet me një zmbrapsje. Sipas ligjeve të Njutonit, një plumb dhe një armë do të fluturonin në drejtime të ndryshme me të njëjtën shpejtësi nëse do të kishin të njëjtën masë. Masa e refuzuar e gazeve krijon një forcë reaktive, në sajë të së cilës mund të sigurohet lëvizja, si në ajër ashtu edhe në një hapësirë ​​pa ajër, kështu ndodh zmbrapsja. Sa më e madhe të jetë forca e zmbrapsjes nga shpatulla jonë, aq më e madhe është masa dhe shpejtësia e gazrave që dalin dhe, për rrjedhojë, sa më i fortë të jetë reagimi i armës, aq më e madhe është forca reaktive. Këto dukuri shpjegohen me ligjin e ruajtjes së momentit:
shuma vektoriale (gjeometrike) e momentit të trupave që përbëjnë një sistem të mbyllur mbetet konstante për çdo lëvizje dhe ndërveprim të trupave të sistemit.
Formula e paraqitur e Tsiolkovsky është baza mbi të cilën bazohet e gjithë llogaritja e raketave moderne. Numri Tsiolkovsky është raporti i masës së karburantit me masën e raketës në fund të funksionimit të motorit - me peshën boshe të raketës.
Kështu, u zbulua se shpejtësia maksimale e arritshme e raketës varet kryesisht nga shpejtësia e daljes së gazrave nga hunda. Dhe shpejtësia e daljes së gazrave të hundës, nga ana tjetër, varet nga lloji i karburantit dhe temperatura e rrjedhës së gazit. Kjo do të thotë se sa më e lartë të jetë temperatura, aq më e madhe është shpejtësia. Pastaj, për një raketë të vërtetë, duhet të zgjidhni karburantin me kalori më të lartë që jep sasinë më të madhe të nxehtësisë. Formula tregon se, ndër të tjera, shpejtësia e raketës varet nga masa fillestare dhe përfundimtare e raketës, nga sa nga pesha e saj bie karburanti dhe cila pjesë është në strukturat e padobishme (përsa i përket shpejtësisë së fluturimit): trupi , mekanizmat etj etj.
Përfundimi kryesor nga kjo formulë e Tsiolkovsky për përcaktimin e shpejtësisë së një rakete hapësinore është se në një hapësirë ​​pa ajër raketa do të zhvillohet sa më e lartë të jetë shpejtësia, aq më e madhe është shpejtësia e daljes së gazrave dhe aq më i madh është numri i Tsiolkovsky.

"Themelet fizike të një motori reaktiv"
Motorët modernë të fuqishëm të avionëve të llojeve të ndryshme bazohen në parimin e reagimit të drejtpërdrejtë, d.m.th. parimi i krijimit të një force lëvizëse (ose shtytjeje) në formën e një reaksioni (tërheqjeje) të një rryme "substancë pune" që rrjedh nga motori, zakonisht gaze inkandeshente. Të gjithë motorët kanë dy procese të konvertimit të energjisë. Së pari, energjia kimike e karburantit shndërrohet në energji termike të produkteve të djegies, dhe më pas energjia termike përdoret për të kryer punë mekanike. Motorë të tillë përfshijnë motorë pistoni të automobilave, lokomotiva me naftë, turbina me avull dhe gaz të termocentraleve, etj. Pasi të jenë formuar gazra të nxehtë në një motor ngrohjeje, që përmban një energji të madhe termike, kjo energji duhet të shndërrohet në energji mekanike. Në fund të fundit, motorët përdoren për të kryer punë mekanike, për të “lëvizur” diçka, për ta vënë në veprim, nuk ka rëndësi nëse është një makinë dinamo me kërkesë për të shtuar vizatime në një termocentral, një lokomotivë me naftë, një makinë apo një aeroplan. Në mënyrë që energjia termike e gazeve të kalojë në energji mekanike, vëllimi i tyre duhet të rritet. Me këtë zgjerim punën e bëjnë gazrat, të cilët konsumojnë energjinë e tyre të brendshme dhe termike.
Gryka e avionit mund të ketë forma të ndryshme, dhe, për më tepër, dizajne të ndryshme në varësi të llojit të motorit. Gjëja kryesore është shpejtësia me të cilën gazrat rrjedhin nga motori. Nëse kjo shpejtësi e daljes nuk e kalon shpejtësinë me të cilën përhapen valët e zërit në gazrat që dalin, atëherë gryka është një segment i thjeshtë cilindrik ose ngushtues i tubit. Nëse shpejtësia e daljes duhet të kalojë shpejtësinë e zërit, atëherë grykës i jepet forma e një tubi zgjerues ose, në fillim, ngushtohet, dhe më pas zgjerohet (Grykë e bukur). Vetëm në një tub të kësaj forme, siç tregon teoria dhe përvoja, gazi mund të përshpejtohet në shpejtësi supersonike dhe "barriera e zërit" mund të kalohet.

"Klasifikimi i motorëve të avionëve dhe tiparet e përdorimit të tyre"
Sidoqoftë, ky trung i fuqishëm, parimi i reagimit të drejtpërdrejtë, lindi një kurorë të madhe të "pemës familjare" të familjes së motorëve reaktiv. Për t'u njohur me degët kryesore të kurorës së saj, duke kurorëzuar "trungun" e një reagimi të drejtpërdrejtë. Së shpejti, siç mund ta shihni edhe nga fotografia (shih më poshtë), ky trung është i ndarë në dy pjesë, sikur të jetë i ndarë nga një goditje rrufeje. Të dy trungjet e reja janë zbukuruar në mënyrë të barabartë me kurora të fuqishme. Kjo ndarje ishte për faktin se të gjithë motorët e avionëve "kimikë" ndahen në dy klasa, varësisht nëse përdorin ajrin e ambientit për punën e tyre apo jo.
Në një motor jokompresor të një lloji tjetër, një ramjet, nuk ka as këtë rrjetë valvulash dhe presioni në dhomën e djegies rritet si rezultat i presionit të shpejtësisë së lartë, d.m.th. frenimi i rrjedhës së ajrit që vjen duke hyrë në motor gjatë fluturimit. Është e qartë se një motor i tillë është i aftë të funksionojë vetëm kur avioni tashmë po fluturon me një shpejtësi mjaft të lartë; ai nuk do të zhvillojë shtytje në parking. Por nga ana tjetër, me një shpejtësi shumë të madhe, 4-5 herë më shumë se shpejtësia e zërit, një motor ramjet zhvillon një shtytje shumë të lartë dhe konsumon më pak karburant se çdo motor tjetër reaktiv "kimik" në këto kushte. Kjo është arsyeja pse motorët ramjet.
etj.................

Për shumë njerëz, vetë koncepti i "propulsionit reaktiv" është i lidhur fort me arritjet moderne të shkencës dhe teknologjisë, veçanërisht fizikës, dhe në kokat e tyre shfaqen imazhe të avionëve reaktivë apo edhe anijeve kozmike që fluturojnë me shpejtësi supersonike duke përdorur motorët famëkeq reaktiv. Në fakt, fenomeni i shtytjes së avionit është shumë më i lashtë se edhe vetë njeriu, sepse ai u shfaq shumë përpara neve njerëzit. Po, shtytja e avionëve përfaqësohet në mënyrë aktive në natyrë: kandil deti dhe sepjet kanë notuar në thellësitë e detit për miliona vjet, sipas të njëjtit parim me të cilin fluturojnë sot avionët reaktivë supersonikë modernë.

Historia e shtytjes së avionëve

Që nga kohërat e lashta, shkencëtarë të ndryshëm kanë vëzhguar fenomenet e shtytjes së avionit në natyrë, kështu që matematikani dhe mekaniku i lashtë grek Heron shkroi për të më herët se kushdo tjetër, megjithatë, ai kurrë nuk shkoi përtej teorisë.

Nëse flasim për aplikimin praktik të shtytjes reaktiv, të parët këtu ishin kinezët shpikës. Rreth shekullit të 13-të, ata menduan të huazonin parimin e lëvizjes së oktapodëve dhe sepjeve kur shpikën raketat e para, të cilat filluan t'i përdorin, si për fishekzjarre ashtu edhe për operacione ushtarake (si armë luftarake dhe sinjalizuese). Pak më vonë, kjo shpikje e dobishme e kinezëve u miratua nga arabët, dhe prej tyre tashmë nga evropianët.

Sigurisht, raketat e para të raketave me kusht kishin një dizajn relativisht primitiv dhe për disa shekuj praktikisht nuk u zhvilluan në asnjë mënyrë, dukej se historia e zhvillimit të shtytjes së avionëve kishte ngecur. Një përparim në këtë çështje ndodhi vetëm në shekullin e 19-të.

Kush e zbuloi lëvizjen reaktiv?

Ndoshta, dafinat e zbuluesit të shtytjes reaktiv në "kohën e re" mund t'i jepen Nikolai Kibalchich, jo vetëm një shpikës i talentuar rus, por edhe një revolucionar Narodnaya Volya. Ai krijoi projektin e tij të një motori reaktiv dhe një avioni për njerëzit ndërsa ishte ulur në një burg carist. Më vonë, Kibalchich u ekzekutua për aktivitetet e tij revolucionare dhe projekti i tij mbeti duke mbledhur pluhur në raftet në arkivat e policisë sekrete cariste.

Më vonë, veprat e Kibalchich në këtë drejtim u zbuluan dhe u plotësuan nga veprat e një shkencëtari tjetër të talentuar K.E. Tsiolkovsky. Nga viti 1903 deri në 1914, ai botoi një sërë veprash në të cilat vërtetoi bindshëm mundësinë e përdorimit të shtytjes reaktiv në krijimin e anijeve kozmike për studimin e hapësirës së jashtme. Ai gjithashtu formoi parimin e përdorimit të raketave me shumë faza. Deri më sot, shumë nga idetë e Tsiolkovsky janë përdorur në raketa.

Shembuj të shtytjes reaktiv në natyrë

Me siguri gjatë notit në det, keni parë kandil deti, por vështirë se keni menduar që këto krijesa të mahnitshme (dhe, për më tepër, të ngadalta) lëvizin pikërisht me ndihmën e shtytjes reaktiv. Domethënë, duke tkurrur kupolën e tyre transparente, ata shtrydhin ujin, i cili shërben si një lloj "motori reaktiv" për kandil deti.

Sepjet gjithashtu kanë një mekanizëm të ngjashëm lëvizjeje - përmes një hinke të posaçme përpara trupit dhe përmes të çarës anësore, ai tërheq ujin në zgavrën e gushës, dhe më pas e hedh me forcë jashtë përmes hinkës, të drejtuar prapa ose anash (në varësi të drejtimi i lëvizjes së sepjes së dëshiruar).

Por motori më interesant reaktiv i krijuar nga natyra gjendet tek kallamarët, të cilët me të drejtë mund të quhen "silurët e gjallë". Në të vërtetë, edhe trupi i këtyre kafshëve i ngjan një rakete në formën e saj, megjithëse në të vërtetë gjithçka është pikërisht e kundërta - është një raketë me dizajnin e saj që kopjon trupin e një kallamari.

Nëse kallamari duhet të hedhë shpejt, ai përdor motorin e tij jet natyral. Trupi i tij është i rrethuar nga një mantel, një ind i veçantë muskulor dhe gjysma e vëllimit të të gjithë kallamarit bie në zgavrën e mantelit në të cilin thith ujin. Pastaj ai hedh papritur rrjedhën e grumbulluar të ujit përmes një gryke të ngushtë, ndërsa i palos të dhjetë tentakulat mbi kokën e tij në mënyrë të tillë që të marrë një formë të efektshme. Falë lundrimit të tillë të avancuar me avion, kallamarët mund të arrijnë shpejtësi mbresëlënëse prej 60-70 km në orë.

Ndër pronarët e një motori reaktiv në natyrë ka bimë, përkatësisht të ashtuquajturin "kastravec i çmendur". Kur frutat e tij piqen, në përgjigje të prekjes më të lehtë, ai nxjerr glutenin me fara

Ligji për lëvizjen e avionëve

Kallamarët, "kastravecat e çmendur", kandil deti dhe sepjet e tjera kanë përdorur shtytje jet që nga kohërat e lashta, pa menduar për thelbin e tij fizik, por ne do të përpiqemi të kuptojmë se cili është thelbi i shtytjes reaktiv, çfarë lloj lëvizjeje quhet reaktive. dhe jepini një përkufizim.

Për të filluar, mund të drejtoheni në një eksperiment të thjeshtë - nëse fryni një tullumbace të zakonshme me ajër dhe, pa e lidhur, e lini të fluturojë, do të fluturojë me shpejtësi derisa të mbarojë ajri. Ky fenomen shpjegohet me ligjin e tretë të Njutonit, i cili thotë se dy trupa ndërveprojnë me forca të barabarta në madhësi dhe të kundërta në drejtim.

Kjo do të thotë, forca e goditjes së topit në rrjedhat e ajrit që ikin prej tij është e barabartë me forcën me të cilën ajri e shtyn topin larg vetvetes. Një raketë funksionon në një mënyrë të ngjashme me një top, i cili me shpejtësi të madhe hedh një pjesë të masës së saj, ndërsa merr një nxitim të fortë në drejtim të kundërt.

Ligji i ruajtjes së momentit dhe shtytjes së avionit

Fizika shpjegon procesin e shtytjes së avionëve. Impulsi është produkt i masës trupore nga shpejtësia e tij (mv). Kur një raketë është në qetësi, momenti dhe shpejtësia e saj janë zero. Kur një rrymë avion fillon të nxirret prej saj, atëherë pjesa tjetër, sipas ligjit të ruajtjes së momentit, duhet të fitojë një shpejtësi të tillë me të cilën momenti total do të jetë ende i barabartë me zero.

Formula e Propulsionit Jet

Në përgjithësi, shtytja e avionëve mund të përshkruhet me formulën e mëposhtme:
m s v s + m p v p = 0
m s v s = -m p v p

ku m s v s është impulsi i krijuar nga rryma e gazit, m p v p është impulsi i marrë nga raketa.

Shenja minus tregon se drejtimi i lëvizjes së raketës dhe forca e lëvizjes së avionit janë të kundërta.

Shtytja e avionit në teknologji - parimi i funksionimit të një motori reaktiv

V Teknologji moderne Propulsioni reaktiv luan një rol shumë të rëndësishëm, pasi motorët e avionëve lëvizin aeroplanët dhe anijet kozmike. Dizajni aktual i një motori reaktiv mund të ndryshojë në varësi të madhësisë dhe qëllimit të tij. Por në një mënyrë apo tjetër, secili prej tyre ka

• furnizimi me karburant,
• dhoma për djegien e karburantit,
• hundë, detyra e së cilës është të përshpejtojë rrjedhën e avionit.

Kështu duket një motor jet.

Përdorimi i shtytjes reaktiv në natyrë Shumë prej nesh në jetën tonë janë takuar gjatë notit në det me kandil deti. Por pak njerëz menduan se kandil deti përdor shtytje jet për lëvizje. Dhe shpesh, efikasiteti i jovertebrorëve detarë që përdorin shtytje jet është shumë më i lartë se ai i shpikjeve tekno.

Sepja Sepja, si shumica e cefalopodëve, lëviz në ujë në mënyrën e mëposhtme. Ai tërheq ujin në zgavrën e gushës përmes të çarës anësore dhe një gypi të veçantë përpara trupit, dhe më pas hedh me forcë një rrjedhë uji përmes hinkës. Sepja e drejton tubin e hinkës anash ose mbrapa dhe duke shtrydhur me shpejtësi ujin nga ai, mund të lëvizë në drejtime të ndryshme.

Kallamar Kallamari është banori më i madh jovertebror i thellësive të oqeanit. Lëviz sipas parimit të shtytjes së avionit, duke thithur ujin, dhe më pas duke e shtyrë atë me forcë të jashtëzakonshme përmes një vrime të veçantë - "gyp", dhe me shpejtësi të lartë (rreth 70 km / orë) lëviz mbrapsht në lëvizje. Në këtë rast, të dhjetë tentakulat e kallamarit mblidhen në një nyjë mbi kokë dhe ai fiton një formë të efektshme.

Kallamar fluturues Kjo është një kafshë e vogël me madhësi harenge. Ai e ndjek peshkun me një vrull të tillë, saqë shpesh hidhet nga uji, duke fshirë si një shigjetë mbi sipërfaqen e tij. Pasi ka zhvilluar goditjen maksimale të avionit në ujë, kallamari pilot ngrihet në ajër dhe fluturon mbi valë për më shumë se pesëdhjetë metra. Kulmi i fluturimit të një rakete të gjallë shtrihet aq lart mbi ujë sa që kallamarët fluturues shpesh ulen në kuvertën e anijeve që udhëtojnë në oqean. Katër deri në pesë metra nuk është një lartësi rekord në të cilën kallamarët ngrihen në qiell. Ndonjëherë ata fluturojnë edhe më lart.

Oktapod Oktapodët gjithashtu mund të fluturojnë. Natyralisti francez Jean Verany pa një oktapod të zakonshëm të shpejtuar në një akuarium dhe papritur u hodh nga uji mbrapsht. Pasi përshkroi një hark pesë metra të gjatë në ajër, ai u fut përsëri në akuarium. Duke mbledhur shpejtësinë për të kërcyer, oktapodi lëvizi jo vetëm për shkak të shtytjes së avionit, por edhe voziti me tentakula.

Kastravec i tërbuar Në vendet jugore (dhe në bregdetin tonë të Detit të Zi) rritet një bimë e quajtur "kastravec i çmendur". Mjafton të preket lehtë fruti i pjekur, i ngjashëm me një kastravec, ndërsa kërcen nga kërcelli dhe përmes vrimës së formuar nga frutat me një shpejtësi deri në 10 m/s, një lëng me fara fluturon jashtë. Një kastravec i çmendur (përndryshe quhet "pistoleta e zonjës") qëllon më shumë se 12 m.