Reaktiv rörelse inom teknik, natur. Biofysik: jetdrivning i levande natur Manifestation av jetdrivning i naturen

Var inte världens första jetmotor. forskare har observerat och undersökt redan före Newtons experiment och fram till idag: Jetdrift flygplan.

Heron's spinner

Artonhundra år före Newtons experiment första ångstrålmotorn gjord av en underbar uppfinnare Häger i Alexandria-gamla grekiska mekaniker, hans uppfinning namngavs Heron's spinner.

Heron of Alexandria, en gammal grekisk mekaniker, uppfann världens första ångstråle -turbin. Vi vet lite om Heron of Alexandria. Han var son till en frisör och lärjunge till en annan känd uppfinnare, Ctesibia... Geron bodde i Alexandria för ungefär två tusen hundra och femtio år sedan. I enheten som uppfanns av Heron passerade ånga från en panna, under vilken en eld brann, genom två rör till en järnkula. Rören fungerade samtidigt som en axel runt vilken denna boll kunde rotera. Två andra rör, böjda som bokstaven "L", fästes på bollen så att de tillät ånga att fly ut ur bollen. När det brann under grytan kokade vattnet och ånga rusade in i järnkulan, och från den flög det ut genom krökta rör med kraft. Samtidigt roterade bollen i motsatt riktning mot den i vilken ångstrålarna flög ut, detta sker i enlighet med. Denna skivspelare kan kallas världens första ångstråle -turbin.

Kinesisk raket

Ännu tidigare, många år före heron i Alexandria, uppfanns också Kina jetmotor något annorlunda enhet, nu kallad fyrverkerieraket... Fyrverkerieraketer ska inte förväxlas med deras namngivna - signalljus, som används i armén och marinen, och avfyras även på helgdagar till ljudet av artillerihälsningar. Signalljus är helt enkelt kulor som komprimeras från ett ämne som brinner med en färgad låga. De avfyras från stora kaliberpistoler - raketskjutare.

Signalljus är kulor som komprimeras från ett ämne som brinner med en färgad låga. Kinesisk raketär en kartong eller metallrör, stängd i ena änden och fylld med en pulverkomposition. När denna blandning antänds får en gasstråle, som rymmer med hög hastighet från rörets öppna ände, att raketen flyger i motsatt riktning mot gasstrålens riktning. En sådan raket kan lyfta utan hjälp av en pistol-raketskjutare. En pinne fäst vid raketkroppen gör flygningen mer stabil och okomplicerad.

Fyrverkerier med kinesiska raketer.

Invånare i havet

I djurvärlden:

Jetdrivning påträffas också här. Bläckfiskar, bläckfiskar och några andra bläckfiskar har varken fenor eller kraftig svans och simmar inte sämre än andra. invånare i havet... Dessa mjuka varelser har en ganska rymlig säck eller hålighet i sina kroppar. Vatten dras in i hålrummet, och sedan djuret med bra styrka driver ut detta vatten. Reaktionen av det utkastade vattnet tvingar djuret att simma i motsatt riktning mot strömmen.

Fallande katt

Men det mest intressanta sättet för rörelse demonstrerades av en vanlig katt... För hundra femtio år sedan, en berömd fransk fysiker Marcel Despres uppgav:

- Vet du, Newtons lagar är inte helt korrekta. Kroppen kan röra sig med hjälp av inre krafter, utan att förlita sig på någonting och inte trycka bort från någonting. - Var finns bevisen, var finns exemplen? - protesterade lyssnarna. - Vill du ha bevis? Ursäkta mig. En katt som av misstag ramlade av taket är ett bevis! Oavsett hur katten faller, även huvudet ner, kommer den definitivt att stå på marken med alla fyra benen. Men den fallande katten lutar sig inte på någonting och skjuter inte ifrån någonting, utan vänder snabbt och fingerfärdigt. (Luftmotståndet kan försummas - det är för försumbart.)

Alla vet verkligen detta: katter som faller; lyckas alltid komma på fötterna.

Den fallande katten står på fyra ben. Katter gör det instinktivt, och människor kan göra detsamma medvetet. Simmare som hoppar från ett torn i vattnet kan utföra en komplex figur - en trippel kullerbyta, det vill säga vända tre gånger i luften och sedan plötsligt rätas upp, stoppa rotationen av sina kroppar och dyka ner i vattnet i en rak linje. Samma rörelser, - utan interaktion med något främmande föremål, råkar observeras i cirkusen under utförandet av akrobater - antenngymnaster.

Prestanda av akrobater - antenngymnaster. Den fallande katten fotograferades med en filmkamera och ses sedan bild för bild på skärmen, vilket är vad en katt gör när den flyger i luften. Det visade sig att katten snabbt snurrade i tassen. Tassarnas rotation orsakar en svarsrörelse - hela kroppens reaktion, och den vänder sig i motsatt riktning mot tassarnas rörelse. Allt sker i strikt överensstämmelse med Newtons lagar, och det är tack vare dem som katten kommer på fötter. Detsamma händer i alla fall när en levande varelse ändrar sin rörelse i luften utan någon uppenbar anledning.

Jetbåt

Uppfinnarna hade en idé, varför inte anta sitt sätt att simma från bläckfisk. De bestämde sig för att bygga ett självgående fartyg med jetmotor... Idén är definitivt genomförbar. Det var sant att det inte fanns något förtroende för tur: uppfinnarna tvivlade på om sådana jetbåt bättre än den vanliga skruven. Det var nödvändigt att göra ett experiment.

En jetbåt är ett självgående fartyg med en jetmotor. De valde en gammal bogserbåt, reparerade dess skrov, tog bort propellrarna och satte en vattenpump i maskinrummet. Denna pump pumpade havsvattnet och drev det genom röret bakom aktern med en stark ström. Ångaren seglade, men den rörde sig fortfarande långsammare än skruvångaren. Och detta kan förklaras enkelt: en vanlig propeller roterar bakom aktern obegränsat av någonting, det finns bara vatten runt den; vattnet i jetpumpen sattes i rörelse av nästan exakt samma propeller, men det roterade inte längre på vattnet, utan i ett tätt rör. Friktion av vattenstrålen mot väggarna uppstod. Friktion försvagade jetstrålen. Ångbåten med en vattenstrålepropeller seglade långsammare än propellern och förbrukade mer bränsle. Men de övergav inte konstruktionen av sådana fartyg: de hittade viktiga fördelar. En båt utrustad med en propeller måste sitta djupt i vattnet, annars skummar propellern värdelöst vattnet eller snurrar i luften. Därför är skruvångare rädda för stim och sprickor, de kan inte segla på grunt vatten. Och vattenstråleångare kan byggas med grund djupgående och plattbotten: de behöver inte djup-där båten kommer att passera, kommer vattenstråleångaren också att passera dit. De första vattenstrålebåtarna i Sovjetunionen byggdes 1953 vid varvet i Krasnoyarsk. De är utformade för små floder där konventionella ångbåtar inte kan segla.

Speciellt flitigt ingenjörer, uppfinnare och forskare var engagerade i studier av jetdrivning när skjutvapen... De första kanonerna - alla slags pistoler, musketer och samopaler - träffade en man i axeln för varje skott. Efter flera dussin skott började axeln göra så ont att soldaten inte längre kunde sikta. De första kanonerna - gnisslar, enhörningar, kylare och bombardrar - hoppade tillbaka när de avfyrades, så det hände att kanonskyttar blev förlamade om de inte hann undvika och hoppa åt sidan. Rekylen av pistolen störde korrekt skytte, eftersom pistolen sned sig innan kärnan eller granaten flög ut ur pipan. Detta förvirrade ledningen. Skjutningen visade sig vara icke-riktad.

Skjuter med skjutvapen. Artilleriingenjörer började rekylkamp för mer än fyra hundra och femtio år sedan. Först var vagnen utrustad med ett skär, som kraschade i marken och fungerade som ett stabilt stöd för pistolen. Då trodde de att om kanonen var ordentligt stödd bakifrån, så att den inte hade någonstans att rulla tillbaka, då skulle rekylen försvinna. Men det var ett misstag. Lagen om bevarande av momentum beaktades inte. Kanonerna bröt alla stöden, och vagnarna lossnade så mycket att vapnet blev olämpligt för stridsarbete. Sedan insåg uppfinnarna att rörelselagarna, liksom alla naturlagar, inte kan ändras på sitt eget sätt, de kan bara "överlistas" med hjälp av vetenskap - mekanik. Vid vagnen lämnade de en relativt liten öppnare för stoppet, och lade pistolens pipa på "rutschbanan" så att endast en fat rullade tillbaka, och inte hela pistolen. Pipan var ansluten till kompressorkolven, som rör sig i cylindern på samma sätt som kolven i en ångmotor. Men i ångmaskinens cylinder finns ånga, och i pistolkompressorn finns olja och en fjäder (eller tryckluft). När kanons pipa rullar tillbaka komprimerar kolven fjädern. Samtidigt tvingas olja genom små hål i kolven på andra sidan kolven. Det finns stark friktion, som delvis absorberar rörelsen i det återkallande fatet, vilket gör det långsammare och mjukare. Sedan expanderar den komprimerade fjädern och återför kolven, och med den pistolröret, till sin ursprungliga plats. Oljan pressar på ventilen, öppnar den och flyter fritt tillbaka under kolven. Under snabb eld rör sig pistolens cylinder framåt och bakåt nästan kontinuerligt. I en pistolkompressor absorberas rekyl av friktion.

Nosbroms

När kraften och räckvidden för vapnen ökade var kompressorn inte tillräcklig för att neutralisera rekylen. För att hjälpa honom uppfanns nosbroms... Nosbromsen är bara ett kort stålrör fäst vid hålet och fungerar som en förlängning av det. Dess diameter är större än diametern på fathålet, och därför hindrar det inte det minsta att projektilen flyger ut ur pipan. Flera avlånga hål skärs i rörets väggar längs omkretsen.

Nosbroms - Minskar rekylen för skjutvapen. Pulvergaser som släpps ut från pistolens pipa efter projektilen avviker omedelbart till sidorna, och några av dem faller i hålen på nosbromsen. Dessa gaser träffar hålens väggar med stor kraft, stöter bort dem och flyger ut, men inte framåt, men något snett och bakåt. Samtidigt trycker de på väggarna framåt och skjuter dem, och med dem hela pistolens fat. De hjälper brandbevakningsfjädern eftersom de tenderar att få pipan att rulla framåt. Och medan de var i tunnan, tryckte de tillbaka pistolen. Nosbromsen minskar avsevärt och dämpar rekyl. Andra uppfinnare tog en annan väg. Istället för att slåss jetdrift och försök att släcka det, bestämde de sig för att använda vapenets återställning till förmån för orsaken. Dessa uppfinnare skapade många exempel på automatvapen: gevär, pistoler, maskingevär och kanoner, där rekyl tjänar till att kasta ut det använda patronhuset och ladda om vapnet.

Raketartilleri

Du kan inte slåss med rekyl alls, men använda den: när allt kommer omkring är handling och reaktion (rekyl) likvärdiga, lika, lika, så låt reaktiv effekt av pulvergaser, istället för att trycka tillbaka pistolröret, skickar projektilen framåt mot målet. Så skapades raketartilleri... I den träffar en gasstråle inte framåt, utan bakåt, vilket skapar en framåtreaktion i projektilen. För jetpistol det dyra och tunga fatet visar sig vara onödigt. Ett billigare, enkelt järnrör fungerar perfekt för att styra projektilens flygning. Du kan klara dig utan rör alls och få projektilen att glida längs två metallstänger. I sin struktur liknar en raket en fyrverkeriraket, den är bara större i storlek. Istället för en förening för färgade gnistrar placeras en explosiv laddning med stor destruktiv kraft i huvudet. Mitten av projektilen är fylld med krut, vilket vid bränning skapar en kraftig stråle av heta gaser som driver projektilen framåt. I detta fall kan förbränningen av krut pågå en betydande del av flygtiden, och inte bara den korta tiden medan en konventionell projektil rör sig i tunnan på en konventionell kanon. Skottet åtföljs inte av ett så högt ljud. Raketartilleri är inte yngre än vanligt artilleri, och kanske till och med äldre än det: forntida kinesiska och arabiska böcker som skrevs för mer än tusen år sedan rapporterar om användning av missiler. I beskrivningarna av strider från senare tider, nej, nej, och det kommer att nämnas stridsmissiler. När de brittiska trupperna erövrade Indien, skrämde de indiska raketkrigarna med sina eldsvanspilar de brittiska inkräktarna som förslavade deras hemland. För britterna på den tiden var jetvapen en kuriosa. Raketgranater som uppfanns av generalen K. I. Konstantinov, modiga försvarare av Sevastopol 1854-1855 avvisade attackerna från de anglo-franska trupperna.

Raket

En enorm fördel jämfört med vanligt artilleri - det var inte nödvändigt att bära tunga vapen - lockade militära ledares uppmärksamhet till raketartilleri. Men en lika stor nackdel hindrade dess förbättring. Faktum är att de drivande, eller, som de brukade säga, tvinga laddning, de visste hur de bara skulle göra av svart pulver. Och svart pulver är farligt att hantera. Det hände det under tillverkningen missiler drivmedelsavgiften exploderade och arbetare dog. Ibland exploderade raketen vid uppskjutning och kanonerna dog. Det var farligt att tillverka och använda sådana vapen. Därför blev den inte utbredd. Arbetet började framgångsrikt, men ledde inte till byggandet av ett interplanetärt rymdfarkoster. Tyska fascister förberedde och släppte loss ett blodigt världskrig.

Missil

Bristen på tillverkning av missiler eliminerades av sovjetiska designers och uppfinnare. Under den stora Patriotiskt krig de gav vår armé utmärkta jetvapen. Vakter mortlar byggdes - "Katyushas" och RS ("eres") uppfanns - raketer.

Missil. När det gäller dess kvalitet överträffade sovjetisk raketartilleri alla utländska modeller och orsakade enorm skada på fienden. För att försvara fosterlandet tvingades sovjetfolket att sätta alla raketprestationer i försvarets tjänst. I de fascistiska staterna utvecklade många forskare och ingenjörer, redan före kriget, intensivt projekt för omänskliga förstörelsevapen och massmord. De ansåg detta vara vetenskapens mål.

Självkörande flygplan

Under kriget byggde Hitlers ingenjörer flera hundra självkörande flygplan: skal "FAU-1" och raketer "FAU-2". Dessa var cigarrformade skal, 14 meter långa och 165 centimeter i diameter. Den dödliga cigarr vägde 12 ton; varav 9 ton är bränsle, 2 ton är skrov och 1 ton är explosivt. "FAU-2" flög med en hastighet på upp till 5500 kilometer i timmen och kunde klättra 170-180 kilometer i höjd. Dessa förstöringsmedel skilde sig inte åt i träffens noggrannhet och var endast lämpliga för att skjuta mot så stora mål som stora och tätbefolkade städer. De tyska fascisterna släppte "FAU-2" 200-300 kilometer från London i förväntan om att staden är stor-det kommer någonstans! Det är osannolikt att Newton kunde ha föreställt sig att hans kvicka erfarenhet och rörelselagarna som han upptäckte skulle utgöra grunden för ett vapen som skapats av bestial ondska mot människor, och hela block i London skulle förvandlas till ruiner och bli gravar för människor som fångats av FAU: s raid av blinda.

Rymdskepp

Under många århundraden har människor vårdat drömmen om att flyga i interplanetära rymden, att besöka månen, mystiska Mars och grumliga Venus. Många science fiction -romaner, noveller och noveller har skrivits om detta ämne. Författare skickade sina hjältar till skyhöga sträckor på tränade svaner, i ballonger, i kanonskal eller på något annat otroligt sätt. Alla dessa flygmetoder baserades dock på uppfinningar som inte hade något stöd i vetenskapen. Människor trodde bara att de någon gång skulle kunna lämna vår planet, men visste inte hur de skulle kunna åstadkomma detta. Underbar vetenskapsman Konstantin Eduardovich Tsiolkovsky 1903 för första gången gav en vetenskaplig grund för idén om rymdresor... Han bevisade att människor kan lämna jordklotet och en raket kommer att fungera som ett fordon för detta, eftersom en raket är den enda motorn som inte behöver något yttre stöd för dess rörelse. Det är därför raket kan flyga i luftlöst utrymme.

Forskaren Konstantin Eduardovich Tsiolkovsky - bevisade att människor kan lämna jordklotet på en raket. När det gäller dess struktur bör rymdfarkosten likna en raketprojektil, bara en kabin för passagerare och instrument får plats i dess huvuddel, och resten av utrymmet kommer att upptas av en tillförsel av brännbar blandning och en motor. För att få ett fartyg i rätt hastighet behöver du rätt bränsle. Krut och andra sprängämnen är inte på något sätt lämpliga: de är både farliga och brinner för snabbt och ger inte långsiktig rörelse. K.E. Tsiolkovsky rekommenderade att använda flytande bränsle: alkohol, bensin eller flytande väte, förbränning i en ren ren syre eller något annat oxidationsmedel. Alla insåg riktigheten i detta råd, för då visste de inte det bästa bränslet. Den första raketen med flytande bränsle, som vägde sexton kilo, testades i Tyskland den 10 april 1929. En erfaren raket tog fart i luften och försvann ur sikte innan uppfinnaren och alla närvarande kunde spåra vart den flög. Det var inte möjligt att hitta raketen efter experimentet. Nästa gång bestämde uppfinnaren att "överlista" raketen och band ett fyra kilometer långt rep till den. Raketen sköt i höjden och släpade efter repsvansen. Hon drog ut två kilometer rep, klippte det och följde sin föregångare i okänd riktning. Och den här flyktingen kunde inte heller hittas. Den första framgångsrika flygningen av en raket med flytande bränsle ägde rum i Sovjetunionen den 17 augusti 1933. Raketen steg, flög sin avsedda sträcka och landade säkert. Alla dessa upptäckter och uppfinningar är baserade på Newtons lagar.

Reaktiv rörelse i natur och teknik

SAMMANFATTNING I FYSIK

Reaktiv rörelse är en rörelse som uppstår när någon del av kroppen separeras från kroppen med en viss hastighet.

Reaktiv kraft uppstår utan interaktion med yttre kroppar.

Användning av jetdrivning i naturen

Många av oss i våra liv mötte maneter medan vi badade i havet. Det finns i alla fall ganska många av dem i Svarta havet. Men få människor trodde att maneter använder jetdrivning för rörelse. Dessutom är det så här trollsländlarver och vissa arter av marint plankton rör sig. Och ofta är effektiviteten hos marina ryggradslösa djur som använder jetdrivning mycket högre än för tekniska uppfinningar.

Jetdrivning används av många blötdjur - bläckfiskar, bläckfiskar, bläckfiskar. Till exempel rör sig en pilgrimsmussla framåt på grund av reaktionskraften hos en vattenström som matas ut från ett skal när dess ventiler komprimeras kraftigt.

Bläckfisk

Bläckfisk, liksom de flesta bläckfiskar, rör sig i vatten på följande sätt. Det drar vatten in i gälhålan genom sidoslitsen och en speciell tratt framför kroppen och slänger sedan kraftigt ut en ström av vatten genom tratten. Bläckfisken leder trattröret åt sidan eller bakåt och snabbt pressar ut vatten ur det, kan röra sig i olika riktningar.

Salpa är ett havsdjur med en genomskinlig kropp, när den rör sig tar den emot vatten genom den främre öppningen och vattnet kommer in i ett brett hålrum, inuti vilket gälarna sträcks diagonalt. Så snart djuret tar en lång klunk vatten stängs hålet. Sedan dras salppans längsgående och tvärgående muskler ihop, hela kroppen dras ihop och vatten pressas ut genom den bakre öppningen. Reaktionen från den flödande strålen driver salpen framåt.

Av största intresse är bläckfiskmotorn. Bläckfisken är den största ryggradslösa invånaren i havsdjupen. Bläckfiskar har nått den högsta perfektionen inom jetnavigering. I dem kopierar även kroppen med dess yttre former raketen (eller bättre att säga - raketen kopierar bläckfisken, eftersom den har en obestridlig prioritet i denna fråga). När den rör sig långsamt använder bläckfisken en stor diamantformad fen som böjer sig periodiskt. Han använder en jetmotor för ett snabbt kast. Muskelvävnad - manteln omger molluskens kropp från alla sidor, volymen i dess hålighet är nästan hälften av volymen av bläckfiskens kropp. Djuret suger in vatten i mantelhålan och slänger sedan plötsligt ut en ström av vatten genom ett smalt munstycke och rör sig med hög hastighet bakåt i ryck. I detta fall samlas bläckfiskens alla tio tentakler i en knut ovanför huvudet, och den får en strömlinjeformad form. Munstycket är utrustat med en speciell ventil, och musklerna kan vrida den och ändra rörelseriktning. Bläckfiskmotorn är mycket ekonomisk, den klarar hastigheter upp till 60 - 70 km / h. (Vissa forskare tror att till och med upp till 150 km / h!) Inte undra på att bläckfisken kallas en "levande torpedo". Böjning av tentaklarna vikta i ett knippe till höger, vänster, uppåt eller nedåt, vänder bläckfisken åt ena eller andra hållet. Eftersom ett sådant roder är mycket stort i jämförelse med djuret självt, är dess ringa rörelse tillräcklig för att bläckfisken, även vid full hastighet, lätt kan undvika en kollision med ett hinder. En skarp sväng av ratten - och simmaren rusar redan in baksidan... Så han böjde änden av tratten bakåt och glider nu huvudet först. Han böjde den åt höger - och ett jet -tryck kastade den till vänster. Men när du behöver simma snabbt sticker tratten alltid ut mellan tentaklerna och bläckfisken rusar fram med svansen, som en kräfta skulle springa - en löpare utrustad med en hästs smidighet.

Om det inte finns något behov av att rusa, simmar bläckfisk och bläckfisk, böljande med fenor - miniatyrvågor springer längs dem fram och bak, och djuret glider graciöst och trycker sig ibland också med en ström av vatten som kastas ut under manteln. Då är de individuella chocker som blötdjuret får vid tidpunkten för utbrottet av vattenstrålar tydligt synliga. Vissa bläckfiskar kan nå hastigheter på upp till femtiofem kilometer i timmen. Det verkar som att ingen har gjort direkta mätningar, men detta kan bedömas utifrån hastigheten och räckvidden för flygande bläckfiskar. Och sådana, det visar sig, det finns talanger hos släktingar till bläckfiskar! Den bästa molluskpiloten är stenoteutis -bläckfisken. Engelska sjömän kallar det - flygande bläckfisk ("flygande bläckfisk"). Det är ett litet silldjur. Han förföljer fisk med sådan impetuositet att han ofta hoppar upp ur vattnet och sveper som en pil över dess yta. Han tillgriper detta trick och räddar sitt liv från rovdjur - tonfisk och makrill. Efter att ha utvecklat den maximala jetkraften i vattnet tar pilotbläckfisken upp i luften och flyger över vågorna i mer än femtio meter. Apogee för en levande raketflygning ligger så högt över vattnet att flygande bläckfiskar ofta landar på däck av havsgående fartyg. Fyra till fem meter är inte rekordhöjd till vilken bläckfisk stiger till himlen. Ibland flyger de ännu högre.

Den engelska skaldjursforskaren Dr. Rees beskrev i en vetenskaplig artikel en bläckfisk (bara 16 centimeter lång), som, efter att ha flugit en bra bit genom luften, föll på båtens bro, som var nästan sju meter över vattnet.

Det händer att många flygande bläckfiskar faller på skeppet i en gnistrande kaskad. Den antika författaren Trebius Niger berättade en gång en sorglig historia om ett fartyg som till och med sjönk under vikten av flygande bläckfiskar som föll på dess däck. Bläckfiskar kan lyfta utan acceleration.

Bläckfiskar kan också flyga. Den franske naturforskaren Jean Verany såg en vanlig bläckfisk snabba upp i ett akvarium och hoppade plötsligt upp ur vattnet bakåt. Efter att ha beskrivit en fem meter lång båge i luften floppade han tillbaka in i akvariet. Samla hastighet för att hoppa, bläckfisken rörde sig inte bara på grund av jetkraft, utan rodde också med tentakler.
Baggy bläckfiskar simmar förstås värre än bläckfisk, men vid kritiska ögonblick kan de visa en rekordklass för de bästa sprinterna. Personalen vid California Aquarium försökte fotografera en bläckfisk som attackerade en krabba. Bläckfisken rusade till sitt byte så snabbt att det alltid fanns fett på filmen, även vid fotografering med högsta hastighet. Så kastet varade hundradelar av en sekund! Vanligtvis simmar bläckfiskar relativt långsamt. Joseph Seinle, som studerade bläckfiskarnas migration, beräknade: en halv meter stor bläckfisk flyter på havet med medelhastighet cirka femton kilometer i timmen. Varje ström av vatten som kastas ut ur tratten driver den framåt (eller snarare bakåt, eftersom bläckfisken simmar bakåt) två till två och en halv meter.

Jetdrivning kan också hittas i växtvärlden. Till exempel studsar mogna frukter av "galen gurka" vid minsta beröring av stjälken och en klibbig vätska med frön kastas ut ur hålet med kraft. Samtidigt flyger själva gurkan i motsatt riktning upp till 12 m.

Genom att känna till lagen om bevarande av momentum kan du ändra din egen rörelsehastighet i det öppna rummet. Om du är i en båt och har flera tunga stenar, kommer det att kasta sten i en viss riktning i motsatt riktning. Detsamma kommer att hända i yttre rymden, men där använder de jetmotorer för detta.

Alla vet att ett skott från en pistol åtföljs av en rekyl. Om kulans vikt var lika med pistolens vikt skulle de flyga med samma hastighet. Rekyl uppstår eftersom den avvisade massan av gaser skapar en reaktiv kraft, tack vare vilken rörelse kan säkerställas både i luft och i luftfritt utrymme. Och ju större massa och hastighet de utströmmande gaserna är, desto större rekylkraft vår axel känns, desto starkare reaktion av pistolen, desto större reaktionskraft.

Användning av jetdrivning i teknik

I många århundraden har mänskligheten drömt om rymdresor. Science fiction -författare har erbjudit olika sätt att uppnå detta mål. På 1600 -talet dök historien om den franska författaren Cyrano de Bergerac om flykten till månen upp. Hjälten i denna berättelse nådde månen i en järnvagn, över vilken han ständigt kastade en stark magnet. Vagnen drog mot honom och steg högre och högre över jorden tills den nådde månen. Och baron Munchausen sa att han klättrade till månen på en bönstjälk.

I slutet av det första årtusendet e.Kr. uppfann Kina jetdrivning, som drev raketer - bambu rör fyllda med krut, de användes också som kul. Ett av de första bilprojekten var också med en jetmotor och detta projekt tillhörde Newton.

Författaren till världens första projekt av ett jetflygplan avsett för mänsklig flygning var den ryska revolutionären N.I. Kibalchich. Han avrättades den 3 april 1881 för att ha deltagit i mordförsöket på kejsar Alexander II. Han utvecklade sitt projekt i fängelse efter dödsdom. Kibalchich skrev: ”I fängelse, några dagar före min död, skriver jag det här projektet. Jag tror på min idés genomförbarhet, och denna tro stöder mig i min fruktansvärda situation ... Jag kommer lugnt att möta döden, i vetskap om att min idé inte kommer att gå under med mig. "

Tanken att använda raketer för rymdflygningar föreslogs i början av detta århundrade av den ryska forskaren Konstantin Eduardovich Tsiolkovsky. 1903, en artikel av läraren vid Kaluga gymnasium K.E. Tsiolkovsky "Exploration of world spaces by jet devices". Detta arbete innehöll den viktigaste matematiska ekvationen för astronautik, nu känd som "Tsiolkovsky -formeln", som beskrev rörelsen hos en kropp med variabel massa. Därefter utvecklade han ett system för en raketmotor med flytande bränsle, föreslog en rakettdesign i flera steg och uttryckte tanken på möjligheten att skapa hela rymdstäder i en jordbana. Han visade att den enda enheten som kan övervinna tyngdkraften är en raket, d.v.s. apparater med en jetmotor som använder bränsle och en oxidator som är placerad på själva apparaten.

En jetmotor är en motor som omvandlar bränslets kemiska energi till en gasstråles kinetiska energi, medan motorn får hastighet i motsatt riktning.

Idén om K.E. Tsiolkovsky genomfördes av sovjetiska forskare under ledning av akademikern Sergej Pavlovich Korolev. Den första konstgjorda jordsatelliten någonsin med hjälp av en raket lanserades i Sovjetunionen den 4 oktober 1957.

Principen för jetdrivning används i stor utsträckning inom luftfart och astronautik. I yttre rymden finns det inget medium som kroppen kan interagera med och därigenom ändra riktning och modul för dess hastighet, därför kan endast jetflygplan, dvs. raketer, användas för rymdflygningar.

Raketapparat

Rakets rörelse bygger på lagen om bevarande av momentum. Om någon kropp vid någon tidpunkt kastas bort från raketen, kommer den att få samma impuls, men riktad i motsatt riktning

I vilken raket som helst, oavsett dess design, finns det alltid ett skal och bränsle med en oxidator. Raketskalet innehåller en nyttolast (i detta fall en rymdfarkost), ett instrumentfack och en motor (förbränningskammare, pumpar, etc.).

Huvuddelen av raketen är bränsle med en oxidator (en oxidator behövs för att bibehålla bränsleförbränningen, eftersom det inte finns syre i rymden).

Bränsle och oxidationsmedel pumpas in i förbränningskammaren. Bränsle, när det bränns, förvandlas till gas med hög temperatur och högt tryck... På grund av den stora tryckskillnaden i förbränningskammaren och i yttre rymden rusar gaser från förbränningskammaren utåt i en kraftig stråle genom en speciellt formad klocka, kallad ett munstycke. Syftet med munstycket är att öka jetens hastighet.

Innan raketen lanserades är dess impuls noll. Som ett resultat av gasens växelverkan i förbränningskammaren och alla andra delar av raketen får gasen som flyr genom munstycket en viss impuls. Då är raketen ett slutet system, och dess totala impuls bör vara lika med noll även efter uppskjutning. Därför mottar rakets skal, som är helt i den, en impuls lika stor som gasens impuls, men motsatt i riktning.

Den mest massiva delen av raketen, som är utformad för att starta och accelerera hela raketen, kallas den första etappen. När den första massiva etappen i en flerstegsraket tar slut på bränsle under acceleration, separeras den. Ytterligare acceleration fortsätter med det andra, mindre massiva steget, och till den hastighet som tidigare uppnåtts med hjälp av det första steget, lägger det till lite mer hastighet och separeras sedan. Det tredje steget fortsätter att öka hastigheten till önskat värde och levererar nyttolasten till omloppsbana.

Den första personen som flydde i rymden var en medborgare i Sovjetunionen Yuri Alekseevich Gagarin. 12 april 1961 Han kretsade jorden runt ombord på Vostok -satelliten

Sovjetiska raketer var de första som nådde månen, cirklade månen och fotograferade dess osynliga sida från jorden, de första som nådde planeten Venus och levererade vetenskapliga instrument till dess yta. År 1986 undersökte två sovjetiska rymdfarkoster "Vega-1" och "Vega-2" Halleys komet på nära håll och närmade sig solen var 76: e år.

Det bästa fallet, att kräva korrigering ... ”R. Feynman Även en kort genomgång av teknikutvecklingens historia visar ett slående faktum av den lavinartade utvecklingen av modern vetenskap och teknik på skalan av hela mänsklighetens historia . Om en persons övergång från stenverktyg till metall tog cirka 2 miljoner år; förbättring av ett hjul från ett massivt trähjul till ett hjul med nav, ...

Som förloras i århundradenas djup, var, är och kommer alltid att vara i fokus för nationell vetenskap och kultur: och kommer alltid att vara öppen i den kulturella och vetenskapliga rörelsen för hela världen. "*" Moskva i vetenskapshistorien och teknik "- detta är namnet på forskningsprojektet (ledare SS Ilizarov), utfört av Vavilov-institutet för naturvetenskaplig och teknisk historia vid Ryska vetenskapsakademin med stöd av ...

Resultatet av hans mångåriga arbete inom olika områden inom fysisk optik. Det lade grunden för en ny riktning inom optik, som forskaren kallade mikrooptik. Vavilov ägnade stor uppmärksamhet åt frågor om naturvetenskapens filosofi och vetenskapshistorien. Han krediteras med att utveckla, publicera och främja det vetenskapliga arvet från M.V. Lomonosov, V.V. Petrov och L. Euler. Forskaren ledde kommissionen för historia ...

Reaktiv rörelse i natur och teknik

SAMMANFATTNING I FYSIK

Jetdrift- rörelsen som uppstår när någon del av kroppen separerar från kroppen med en viss hastighet.

Reaktiv kraft uppstår utan interaktion med yttre kroppar.

Användning av jetdrivning i naturen

Bläckfisk

Av största intresse är bläckfiskmotorn. Bläckfisken är den största ryggradslösa invånaren i havsdjupen. Bläckfiskar har nått den högsta perfektionen inom jetnavigering. I dem kopierar även kroppen med dess yttre former raketen (eller bättre att säga - raketen kopierar bläckfisken, eftersom den har en obestridlig prioritet i denna fråga). När den rör sig långsamt använder bläckfisken en stor diamantformad fen som böjer sig periodiskt. Han använder en jetmotor för ett snabbt kast. Muskelvävnad - manteln omger molluskens kropp från alla sidor, volymen i dess hålighet är nästan hälften av volymen av bläckfiskens kropp. Djuret suger in vatten i mantelhålan och slänger sedan plötsligt ut en ström av vatten genom ett smalt munstycke och rör sig med hög hastighet bakåt i ryck. I detta fall samlas bläckfiskens alla tio tentakler i en knut ovanför huvudet, och den får en strömlinjeformad form. Munstycket är utrustat med en speciell ventil, och musklerna kan vrida den och ändra rörelseriktning. Bläckfiskmotorn är mycket ekonomisk, den klarar hastigheter upp till 60 - 70 km / h. (Vissa forskare tror att till och med upp till 150 km / h!) Inte undra på att bläckfisken kallas en "levande torpedo". Böjning av tentaklarna vikta i ett knippe till höger, vänster, uppåt eller nedåt, vänder bläckfisken åt ena eller andra hållet. Eftersom ett sådant roder är mycket stort i jämförelse med djuret självt, är dess ringa rörelse tillräcklig för att bläckfisken, även vid full hastighet, lätt kan undvika en kollision med ett hinder. Ett kraftigt sväng av ratten - och simmaren rusar i motsatt riktning. Så han böjde änden av tratten bakåt och glider nu huvudet först. Han böjde den åt höger - och ett jet -tryck kastade den till vänster. Men när du behöver simma snabbt sticker tratten alltid ut mellan tentaklerna och bläckfisken rusar fram med svansen, som en kräfta skulle springa - en löpare utrustad med en hästs smidighet.

Bläckfiskar kan också flyga. Den franske naturforskaren Jean Verany såg en vanlig bläckfisk snabba upp i ett akvarium och hoppade plötsligt upp ur vattnet bakåt. Efter att ha beskrivit en fem meter lång båge i luften floppade han tillbaka in i akvariet. Samla hastighet för att hoppa, bläckfisken rörde sig inte bara på grund av jetkraft, utan rodde också med tentakler.
Baggy bläckfiskar simmar förstås värre än bläckfisk, men vid kritiska ögonblick kan de visa en rekordklass för de bästa sprinterna. Personalen vid California Aquarium försökte fotografera en bläckfisk som attackerade en krabba. Bläckfisken rusade till sitt byte så snabbt att det alltid fanns fett på filmen, även vid fotografering med högsta hastighet. Så kastet varade hundradelar av en sekund! Vanligtvis simmar bläckfiskar relativt långsamt. Joseph Seinle, som studerade bläckfiskarnas migration, beräknade att en bläckfisk, en halv meter stor, flyter på havet med en medelhastighet på cirka femton kilometer i timmen. Varje ström av vatten som kastas ut från tratten driver den framåt (eller snarare bakåt, eftersom bläckfisken simmar bakåt) två till två och en halv meter.

Användning av jetdrivning i teknik

JetmotorÄr en motor som omvandlar bränslets kemiska energi till kinetisk energi från en gasstråle, medan motorn får hastighet i motsatt riktning.

Raketapparat

Rakets rörelse bygger på lagen om bevarande av momentum. Om någon kropp vid någon tidpunkt kastas bort från raketen, kommer den att få samma impuls, men riktad i motsatt riktning

Huvuddelen av raketen är bränsle med en oxidator (en oxidator behövs för att bibehålla bränsleförbränningen, eftersom det inte finns syre i rymden).

Bränsle och oxidationsmedel pumpas in i förbränningskammaren. Bränsle, brinnande, förvandlas till gas med hög temperatur och högt tryck. På grund av den stora tryckskillnaden i förbränningskammaren och i yttre rymden rusar gaser från förbränningskammaren utåt i en kraftig stråle genom en speciellt formad klocka, kallad ett munstycke. Syftet med munstycket är att öka jetens hastighet.

Den första personen som flydde i rymden var en medborgare i Sovjetunionen Yuri Alekseevich Gagarin. 12 april 1961 Han kretsade jorden runt ombord på Vostok -satelliten

Ryska federationens ministerium för utbildning och vetenskap
FGOU SPO "Perevozsky Construction College"
abstrakt
disciplin:
Fysik
tema: Jetdrift

Avslutad:
Studerande
Grupp 1-121
Okuneva Alena
Kontrollerade:
P.L. Vineaminovna

Perevoz stad
2011
Innehåll:

Introduktion: vad är Jet Propulsion ……………………………………………………………………… .. ……………………………………

Lag för impulskydd ……………………………………………………………………… .4

Tillämpning av jetdrivning i naturen ………………………… ..….… .... 5

Tillämpning av jetdrivning i teknik ……. ………………… ...… ..….… .6

Jetdrivning "Interkontinental missil" ………… .. ……… ...… 7

Den fysiska grunden för en jetmotor

..................... ....................

Klassificering av jetmotorer och användningsegenskaper …………………………………………………………………………. …………. …… .9

Funktioner i design och skapande av ett flygplan ... ... ... 10

Slutsats …………………………………………………………………………………………………… .11

Lista över begagnad litteratur ……………………………………………… ...

"Jetdrift"
Reaktiv rörelse är en kropps rörelse på grund av separationen från den med en viss hastighet av några av dess delar. Reaktiv rörelse beskrivs utifrån lagen om bevarande av momentum.
Jetdrivning, som nu används i flygplan, raketer och rymdprojektiler, är karakteristisk för bläckfiskar, bläckfiskar, bläckfiskar, maneter - alla använder utan undantag reaktionen (rekylen) av den kastade vattenstrålen för simning.
Exempel på jetdrivning finns också i växtvärlden.
I södra länder finns det en växt som heter "galen gurka". Man behöver bara lätt röra den mogna frukten, som ser ut som en gurka, när den studsar av stjälken, och genom hålet som bildas av frukten flyger en vätska med frön ut med en fontän med en hastighet av upp till 10 m / s.

Gurkorna själva flyger iväg i motsatt riktning. En galen gurka (annars kallas den "dampistol") skjuter mer än 12 m.

"Lag för bevarande av momentum"
I ett slutet system förblir vektorsumman av impulserna för alla kroppar som ingår i systemet konstant för alla interaktioner mellan kropparna i detta system.
Denna grundläggande naturlag kallas lagen för bevarande av momentum. Det är en följd av Newtons andra och tredje lag. Tänk på två samverkande organ som ingår i ett slutet system.
Interaktionskrafterna mellan dessa kroppar kommer att betecknas med och Enligt Newtons tredje lag Om dessa kroppar interagerar under tiden t, då är interaktionskrafternas impulser desamma i storlek och riktade i motsatta riktningar: Tillämpa den andra lagen av Newton till dessa organ:

Denna jämlikhet innebär att deras totala momentum inte har förändrats till följd av interaktionen mellan två organ. Med tanke på nu alla slags parade interaktioner mellan kroppar som ingår i ett slutet system kan vi dra slutsatsen att de inre krafterna i ett slutet system inte kan förändra dess totala impuls, det vill säga vektorsumman av impulserna för alla kroppar som ingår i detta system. En betydande minskning av raketens lanseringsmassa kan uppnås med hjälp avflerstegsmissilernär raketstadierna separeras när bränslet brinner ut. Processen för den efterföljande accelerationen av raketen utesluter massorna av behållare där det fanns bränsle, förbrukade motorer, styrsystem, etc. Det är på vägen att skapa ekonomiska flerstegsraketer som modern raket utvecklar.

"Användning av jetdrivning i naturen"
Jetdrivning används av många blötdjur - bläckfiskar, bläckfiskar, bläckfiskar. Till exempel rör sig en pilgrimsmussla framåt på grund av reaktionskraften hos en vattenström som matas ut från ett skal när dess ventiler komprimeras kraftigt.

Bläckfisk
Bläckfisk, liksom de flesta bläckfiskar, rör sig i vatten på följande sätt. Det drar vatten in i gälhålan genom sidoslitsen och en speciell tratt framför kroppen och slänger sedan kraftigt ut en ström av vatten genom tratten. Bläckfisken leder trattröret åt sidan eller bakåt och snabbt pressar ut vatten ur det, kan röra sig i olika riktningar.
Salpa är ett havsdjur med en genomskinlig kropp, när den rör sig tar den emot vatten genom den främre öppningen och vattnet kommer in i ett brett hålrum, inuti vilket gälarna sträcks diagonalt. Så snart djuret tar en lång klunk vatten stängs hålet. Sedan dras salppans längsgående och tvärgående muskler ihop, hela kroppen dras ihop och vatten pressas ut genom den bakre öppningen. Reaktionen från den flödande strålen driver salpen framåt. Av största intresse är bläckfiskmotorn. Bläckfisken är den största ryggradslösa invånaren i havsdjupen. Bläckfiskar har nått den högsta perfektionen inom jetnavigering. Deras kroppar kopierar till och med raketen med sina yttre former. Genom att känna till lagen om bevarande av momentum kan du ändra din egen rörelsehastighet i det öppna rummet. Om du är i en båt och har flera tunga stenar, kommer det att kasta sten i en viss riktning i motsatt riktning. Detsamma kommer att hända i yttre rymden, men där använder de jetmotorer för detta.

"Användning av jetdrivning i teknik"
I slutet av det första årtusendet e.Kr. uppfann Kina jetdrivning, som drev raketer - bambu rör fyllda med krut, de användes också som kul. Ett av de första bilprojekten var också med en jetmotor och detta projekt tillhörde Newton.
Författaren till världens första projekt av ett jetflygplan avsett för mänsklig flykt var den ryska revolutionären N.I. Kibalchich. Han avrättades den 3 april 1881 för att ha deltagit i mordförsöket på kejsar Alexander II. Han utvecklade sitt projekt i fängelse efter dödsdom. Kibalchich skrev: ”I fängelse, några dagar före min död, skriver jag det här projektet. Jag tror på min idés genomförbarhet, och denna tro stöder mig i min fruktansvärda situation ... Jag kommer lugnt att möta döden, i vetskap om att min idé inte kommer att gå under med mig. "
Tanken att använda raketer för rymdflygningar föreslogs i början av detta århundrade av den ryska forskaren Konstantin Eduardovich Tsiolkovsky. 1903, en artikel av läraren vid Kaluga gymnasium K.E. Tsiolkovsky "Exploration of world spaces by jet devices". Detta arbete innehöll den viktigaste matematiska ekvationen för astronautik, nu känd som "Tsiolkovsky -formeln", som beskrev rörelsen hos en kropp med variabel massa. Därefter utvecklade han ett system för en raketmotor med flytande bränsle, föreslog en rakettdesign i flera steg och uttryckte tanken på möjligheten att skapa hela rymdstäder i en jordbana. Han visade att den enda enheten som kan övervinna tyngdkraften är en raket, d.v.s. apparater med en jetmotor som använder bränsle och en oxidator som är placerad på själva apparaten. Sovjetiska raketer var de första som nådde månen, cirklade månen och fotograferade dess osynliga sida från jorden, de första som nådde planeten Venus och levererade vetenskapliga instrument till dess yta. År 1986 undersökte två sovjetiska rymdfarkoster "Vega-1" och "Vega-2" Halleys komet på nära håll och närmade sig solen var 76: e år.

Jet Propulsion "Intercontinental Rocket"
Mänskligheten har alltid drömt om att resa ut i rymden. Skönlitterära författare, forskare, drömmare har föreslagit olika sätt att uppnå detta mål. Men det enda medel som människan förfogar över, med hjälp av vilket det är möjligt att övervinna tyngdkraften och flyga ut i rymden i många århundraden, har inte uppfunnits av någon vetenskapsman, inte en enda science fiction -författare. K.E. Tsiolkovsky - grundaren av teorin om rymdflygning.
För första gången fördes drömmen och ambitionerna för många människor först till verkligheten av den ryska forskaren Konstantin Eduardovich Tsiolkovsky (1857-1935), som visade att den enda apparaten som kan övervinna gravitationen är en raket, han var den första som ge vetenskapligt bevis på möjligheten att använda en raket för flygningar i yttre rymden, bortom den terrestriska atmosfären och till andra planeter i solsystemet. Tsoilkovsky kallade en raket en apparat med en jetmotor som använder bränsle och en oxidator på den.
Som du vet från fysikkursen åtföljs ett skott från en pistol av en rekyl. Enligt Newtons lagar skulle en kula och en pistol flyga åt olika håll med samma hastighet om de hade samma massa. Den avvisade massan av gaser skapar en reaktiv kraft, tack vare vilken rörelse kan säkerställas, både i luft och i ett luftlöst utrymme, så här uppstår rekyl. Ju större rekylkraften känns av vår axel, desto större massa och hastighet hos de utströmmande gaserna, och följaktligen, ju starkare pistolens reaktion är, desto större är reaktionskraften. Dessa fenomen förklaras av lagen om bevarande av momentum:
vektorn (geometrisk) summan av momenten för de kroppar som utgör ett slutet system förblir konstant för alla rörelser och interaktioner mellan systemets kroppar.
Den presenterade formeln för Tsiolkovsky är grunden på vilken hela beräkningen av moderna missiler är baserad. Tsiolkovskij -talet är förhållandet mellan bränslemassan och raketmassan i slutet av motoroperationen - till den tomma raketvikten.
Således fann vi att den högsta möjliga hastigheten för raketen i första hand beror på hastigheten på utflödet av gaser från munstycket. Och hastigheten på munstyckets gasutflöde beror i sin tur på bränsletypen och temperaturen på gasströmmen. Det betyder att ju högre temperaturen är, desto högre hastighet. Sedan, för en riktig raket, måste du välja det mest kaloririka bränslet som ger störst mängd värme. Formeln visar att bland annat rakethastigheten beror på raketens initiala och slutliga massa, på hur mycket av dess vikt som faller på bränslet och vilken del som är på värdelösa (i fråga om flyghastighet) strukturer: kropp , mekanismer etc. etc.
Huvudkonklusionen från denna formel av Tsiolkovsky för att bestämma hastigheten för en rymdraket är att i ett luftlöst utrymme kommer raketen att utveckla den högre hastigheten, desto högre hastighet för gasflödet och desto större antal Tsiolkovsky.

"Fysiska grundvalar för en jetmotor"
Moderna kraftfulla jetmotorer av olika slag bygger på principen om direktreaktion, d.v.s. principen att skapa en drivkraft (eller dragkraft) i form av en reaktion (rekyl) av en stråle av "arbetssubstans" som strömmar ut ur motorn, vanligtvis glödande gaser. Alla motorer har två energiomvandlingsprocesser. Först omvandlas bränslets kemiska energi till termisk energi från förbränningsprodukter, och sedan används värmeenergin för att utföra mekaniskt arbete. Sådana motorer inkluderar kolvmotorer i bilar, diesellok, ång- och gasturbiner från kraftverk, etc. Efter att heta gaser har bildats i en värmemotor som innehåller en stor värmeenergi måste denna energi omvandlas till mekanisk energi. Motorerna tjänar trots allt till att prestera mekaniskt arbete, för att "flytta" något, för att sätta det i spel, spelar det ingen roll om det är en dynamomaskin på begäran att lägga till ritningar till ett kraftverk, ett diesellok, en bil eller ett flygplan. För att gasernas termiska energi ska övergå i mekanisk energi måste deras volym öka. Med denna expansion gör gaserna arbetet, som förbrukar deras inre och termiska energi.
Strålmunstycket kan ha olika former, och dessutom olika utföranden beroende på motortyp. Det viktigaste är hastigheten med vilken gaser strömmar ut ur motorn. Om denna utflödeshastighet inte överstiger den hastighet med vilken ljudvågor sprider sig i de utgående gaserna, är munstycket ett enkelt cylindriskt eller smalare rörsegment. Om utflödeshastigheten måste överstiga ljudets hastighet får munstycket formen av ett expanderande rör eller, först, förträngning och sedan expanderande (härligt munstycke). Endast i ett rör med en sådan form, som teori och erfarenhet visar, kan gasen accelereras till överljudshastigheter för att kliva över "ljudbarriären".

"Klassificering av jetmotorer och funktioner för deras användning"
Denna mäktiga stam, principen för direkt reaktion, födde dock den enorma kronan på "släktträdet" i jetmotorfamiljen. För att bekanta sig med de viktigaste grenarna av sin krona, kröna "stammen" av en direkt reaktion. Snart, som framgår av figuren (se nedan), är denna stam uppdelad i två delar, som om den delades av ett blixtnedslag. Båda nya stammarna är lika dekorerade med mäktiga kronor. Denna uppdelning berodde på att alla "kemiska" jetmotorer är indelade i två klasser, beroende på om de använder omgivande luft för sitt arbete eller inte.
I en icke-kompressormotor av en annan typ, en ramjet, finns inte ens detta ventilgitter och trycket i förbränningskammaren ökar till följd av höghastighetstrycket, d.v.s. bromsa det mötande luftflödet som kommer in i motorn under flygning. Det är uppenbart att en sådan motor endast kan fungera när flygplanet redan flyger med tillräckligt hög hastighet; det kommer inte att utveckla dragkraft på parkeringen. Men å andra sidan, vid en mycket hög hastighet, 4-5 gånger ljudets hastighet, utvecklar en ramjetmotor en mycket hög dragkraft och förbrukar mindre bränsle än någon annan "kemisk" jetmotor under dessa förhållanden. Det är därför ramjetmotorer.
etc.................

För de flesta presenteras termen "jetdrivning" i form av moderna framsteg inom vetenskap och teknik, särskilt inom fysik. Många förknippar jetdrivning i teknik med rymdskepp, satelliter och jetflygplan. Det visar sig att fenomenet jetdrivning existerade mycket tidigare än personen själv och oberoende av honom. Människor lyckades bara förstå, använda och utveckla det som omfattas av naturlagarna och universum.

Vad är jetdrivning?

På engelska språket ordet "jet" låter som "jet". Det betyder rörelsen av en kropp, som bildas i processen att separera en del från den med en viss hastighet. En kraft uppträder som rör kroppen i motsatt riktning från rörelseriktningen och separerar en del från den. Varje gång ämnet dras ut ur föremålet och objektet rör sig i motsatt riktning observeras en jetrörelse. För att lyfta föremål i luften måste ingenjörer designa en kraftfull raketskjutare. Genom att släppa ut eldstrålar lyfter raketmotorerna in den i jordens bana. Ibland skjuter raketer upp satelliter och rymdprober.

När det gäller flygplan och militära flygplan påminner principen om deras verksamhet något om en raket som tar fart: den fysiska kroppen reagerar på den utkastade kraftfulla gasstrålen, vilket resulterar i att den rör sig i motsatt riktning. Detta är grundprincipen för jetflygplan.

Newtons lagar i jetdrivning

Ingenjörer baserar sin utveckling på universums principer, som först beskrivs i detalj i verken av den framstående brittiske forskaren Isaac Newton, som levde i slutet av 1600 -talet. Newtons lagar beskriver tyngdkraftsmekanismerna och berättar vad som händer när saker rör sig. De är särskilt tydliga när de förklarar kropparnas rörelse i rymden.

Newtons andra lag bestämmer att kraften hos ett rörligt föremål beror på hur mycket materia det innehåller, med andra ord dess massa och förändringar i rörelsens hastighet (acceleration). Detta innebär att för att skapa en kraftfull raket är det nödvändigt att den hela tiden släpper ut en stor mängd höghastighetsenergi. Newtons tredje lag säger att för varje handling kommer det att finnas en lika stor styrka, men motsatt reaktion - opposition. Jetmotorer i natur och teknik följer dessa lagar. I fallet med en raket är handlingskraften materia som matas ut från avgasröret. Motåtgärden är att skjuta raketen framåt. Det är kraften i utsläppen från den som driver raketen. I rymden, där en raket praktiskt taget inte har någon vikt, kan även ett litet tryck från raketmotorerna få ett stort skepp att flyga fram snabbt.

Teknik med jetdrivning

Fysiken för jetdrivning är att accelerationen eller retardationen av en kropp sker utan påverkan av omgivande kroppar. Processen sker på grund av separationen av en del av systemet.

Exempel på jetdrivning inom teknik är:

fenomenet rekyl från ett skott;
explosioner;
slag under olyckor;
rekyl när du använder en kraftfull brandslang;
en båt med vattenstrålmotor;
jetplan och raket.

Kroppar skapar ett slutet system om de bara interagerar med varandra. Sådan interaktion kan leda till en förändring av det mekaniska tillståndet hos de kroppar som bildar systemet.

Vad är lagen för bevarande av momentum?

För första gången tillkännagavs denna lag av den franske filosofen och fysikern R. Descartes. När två eller flera kroppar interagerar bildas ett slutet system mellan dem. Varje kropp i rörelse har sin egen impuls. Detta är kroppens massa multiplicerat med dess hastighet. Systemets totala impuls är lika med vektorsumman av kroppens impulser i det. Momentum för någon av kropparna i systemet förändras på grund av deras ömsesidiga inflytande. Den totala momentum för kroppar i ett slutet system förblir oförändrat för olika förskjutningar och interaktioner mellan kroppar. Detta är lagen om bevarande av momentum.

Exempel på hur denna lag fungerar kan vara alla kollisioner av kroppar (biljardbollar, bilar, elementära partiklar), såväl som sprängning av kroppar och skottlossning. När ett vapen avfyras uppstår en rekyl: projektilen rusar fram och själva vapnet skjuts tillbaka. Varför händer det här? Kulan och vapnet bildar ett slutet system med varandra, där lagen om bevarande av momentum fungerar. Vid avfyrning ändras själva vapenets impulser och kulan. Men den totala impulsen för vapnet och kulan i det före avfyrning kommer att vara lika med det totala impulsen för det rullande vapnet och kulan som avlossas efter avfyrningen. Om kulan och pistolen hade samma massa skulle de flyga i motsatta riktningar med samma hastighet.

Momentumbevaringslagen har en bred praktisk tillämpning. Det låter dig förklara jetrörelsen, tack vare vilken högsta hastigheter.

Reaktiv rörelse i fysiken

Det mest slående exemplet på lagen om bevarande av momentum är jetdrivningen som utförs av en raket. Den viktigaste delen av motorn är förbränningskammaren. I en av dess väggar finns ett jetmunstycke anpassat för utsläpp av gas som uppstår vid förbränning av bränsle. Under påverkan av hög temperatur och tryck lämnar gasen motorns munstycke vid hög hastighet. Innan raketen lanserades är dess fart relativt jorden lika med noll. Vid lanseringen får raketen också en impuls, som är lika med gasens impuls, men i motsatt riktning.

Ett exempel på fysiken för jetdrivning kan ses överallt. När man firar en födelsedag kan en ballong mycket väl bli en raket. Hur? Blås upp ballongen genom att nypa det öppna hålet så att luften inte kommer ut. Släpp det nu. Ballongen kommer att köras runt i rummet med stor hastighet, driven av luften som flyr från den.

Historien om jetdrivning

Jetmotors historia började redan 120 år före Kristus, då Heron of Alexandria konstruerade den första jetmotorn - eolipil. Vatten hälls i en metallkula, som värms upp av eld. Ångan som slipper ut från den här bollen roterar den. Denna enhet visar jetdrivning. Prästerna använde Heron -motorn för att öppna och stänga dörrarna till templet. Modifiering av eolipil - Segner -hjulet, som effektivt används i vår tid för bevattning av jordbruksmark. På 1500 -talet introducerade Giovani Branca världen för den första ångturbinen, som arbetade efter principen om jetdrivning. Isaac Newton föreslog en av de första designerna för en ångbil.

De första försöken att använda jetdrivning i teknik för att röra sig på marken går tillbaka till 15-17 århundradena. Till och med för 1000 år sedan hade kineserna missiler som de använde som militära vapen. Till exempel år 1232, enligt krönikan, i kriget med mongolerna, använde de pilar utrustade med missiler.

De första försöken att bygga ett jetflygplan började 1910. Raketsforskningen under de senaste århundradena togs som grund, som i detalj beskrev användningen av pulverförstärkare, vilket avsevärt kunde minska längden på efterbrännaren och startkörningen. Huvuddesignern var den rumänska ingenjören Anri Coanda, som byggde ett flygplan baserat på en kolvmotor. Pionjären för jetdrivning inom teknik kan med rätta kallas en ingenjör från England - Frank Wheatle, som föreslog de första idéerna för att skapa en jetmotor och fick sitt patent på dem i slutet av 1800 -talet.

Första jetmotorer

För första gången startades utvecklingen av en jetmotor i Ryssland i början av 1900 -talet. Teorin om rörelse för jetfordon och raketer som kan utveckla supersonisk hastighet framfördes av den berömda ryska forskaren K.E. Tsiolkovsky. Den begåvade designern AM Lyulka lyckades väcka denna idé till liv. Det var han som skapade projektet för det första jetflygplanet i Sovjetunionen, som arbetade med en jetturbin. Det första jetflygplanet skapades av tyska ingenjörer. Projektskapande och produktion genomfördes i hemlighet i förklädda fabriker. Hitler, med sin idé om att bli världshärskare, involverade de bästa formgivarna i Tyskland för att producera de mest kraftfulla vapnen, inklusive höghastighetsflygplan. Den mest framgångsrika av dessa var den första tyska jetplanen, Messerschmitt-262. Detta flygplan blev det första i världen som lyckades klara alla tester, startade fritt och började därefter massproduceras.

Flygplanet hade följande funktioner:

Enheten hade två turbojetmotorer.
En radar befann sig i fören.
Flygplanets maximala hastighet nådde 900 km / h.

Tack vare alla dessa indikatorer och designfunktioner var det första jetflygplanet "Messerschmitt-262" ett formidabelt vapen mot andra flygplan.

Prototyper av moderna flygplan

Under efterkrigstiden skapade ryska designers jetflygplan, som senare blev prototyper av moderna flygplan.

I-250, mer känd som den legendariska MiG-13, är en fighter som A.I. Mikoyan arbetade med. Den första flygningen gjordes våren 1945, då visade jetjagaren en rekordhastighet och nådde 820 km / h. Jetflygplanen MiG-9 och Yak-15 sattes i produktion.

I april 1945, för första gången, tog jetflygplanet från P.O. Sukhoi-Su-5 fart mot himlen, stigande och flygande på grund av en luft-jetmotor-kompressor och kolvmotor som ligger på baksidan av strukturen.

Efter krigsslutet och Nazitysklands kapitulation fick Sovjetunionen de tyska planen med jetmotorer JUMO-004 och BMW-003 som troféer.

Första världens prototyper

Inte bara tyska och sovjetiska designers var inblandade i utveckling, testning och produktion av nya flygplan. Ingenjörer från USA, Italien, Japan, Storbritannien har också skapat många framgångsrika projekt med jetdrivning i teknik. Den första utvecklingen med olika typer av motorer inkluderar:

Non-178 är ett tyskt turbojetdrivet flygplan som startade i augusti 1939.
GlosterE. 28/39 är ett flygplan ursprungligen från Storbritannien, med en turbojetmotor, det togs först upp till himlen 1941.
He -176 - en fighter som skapades i Tyskland med en raketmotor, gjorde sin första flygning i juli 1939.
BI -2 - det första sovjetiska flygplanet, som drevs av en missil kraftverk.
CampiniN.1 är ett jetplan som skapades i Italien, vilket var det första försöket av italienska designers att gå bort från kolvanalogen.
Yokosuka MXY7 Ohka ("Oka") med en Tsu-11-motor är en japansk jaktbombare, det så kallade engångsflygplanet med en kamikaze-pilot ombord.

Användningen av jetdrivning i teknik tjänade som en kraftig drivkraft för det snabba skapandet av följande jetflygplan och ytterligare utveckling konstruktion av militära och civila flygplan.

GlosterMeteor - en stridsflygplan, tillverkad i Storbritannien 1943, spelade en viktig roll under andra världskriget, och efter dess färdigställande fungerade den som en avlyssning av tyska V -1 -missiler.
Lockheed F-80 är ett USA-tillverkat jetflygplan som använder en AllisonJ-motor. Dessa flygplan deltog i det japansk-koreanska kriget mer än en gång.
B-45 Tornado är en prototyp av de moderna amerikanska B-52 bombplanen, som skapades 1947.
MiG-15 är en anhängare av den erkända MiG-9 jetjagaren, som aktivt deltog i den militära konflikten i Korea, producerades i december 1947.
Tu-144 är det första sovjetiska överljudsflygplanet för passagerarflygplan.

Moderna jetbilar

Varje år förbättras flygplanen, eftersom designers från hela världen arbetar med att skapa en ny generation flygplan som kan flyga med ljudets hastighet och supersoniska hastigheter. Nu finns det flygplan som kan rymma ett stort antal passagerare och last, av enorm storlek och en ofattbar hastighet på över 3000 km / h, militära flygplan utrustade med modern stridsutrustning.

Men bland denna sort finns det flera mönster av rekordstarka jetflygplan:

Airbus A380 är det största flygplanet som kan ta emot 853 passagerare ombord, vilket säkerställs av en dubbeldäckskonstruktion. Han är också en av vår tids mest lyxiga och dyraste flygplan. Det största passagerarfartyget i luften.
Boeing 747 - i mer än 35 år ansågs det vara det mest rymliga dubbeldäckars flygplan och kunde bära 524 passagerare.
AN-225 Mriya är ett lastflygplan som har en lastkapacitet på 250 ton.
LockheedSR-71 är ett jetflygplan som når en hastighet av 3529 km / h under flygning.

Flygforskning står inte stilla, eftersom jetflygplan är grunden för den snabbt utvecklande moderna luftfarten. Flera västerländska och ryska bemannade, passagerare, obemannade jetdrivna flygplan är för närvarande under konstruktion och planeras släppas under de närmaste åren.

Ryska innovativa framtidsutvecklingar inkluderar den femte generationen PAK FA-T-50-stridsflygplan, vars första kopior kommer fram till trupperna förmodligen i slutet av 2017 eller början av 2018 efter att ha testat en ny jetmotor.

Naturen är ett exempel på jetdrivning

Den reaktiva principen för rörelse föranleddes ursprungligen av naturen själv. Dess verkan används av larverna hos vissa arter av trollsländor, maneter, många blötdjur - kammusslor, bläckfiskar, bläckfiskar, bläckfiskar. De använder sig av en slags ”avstötningsprincip”. Bläckfisk drar in vatten och slänger ut det så snabbt att de själva gör ett språng framåt. Bläckfiskar som använder denna metod kan nå hastigheter på upp till 70 kilometer i timmen. Det är därför denna rörelsemetod gjorde det möjligt att kalla bläckfisk "biologiska raketer". Ingenjörer har redan uppfunnit en motor baserad på rörelsen av en bläckfisk. Ett exempel på användning av jetdrivning i naturen och teknik är en vattenkanon.

Detta är en enhet som ger rörelse med hjälp av vattenkraften som kastas ut under ett starkt tryck. I enheten pumpas vatten in i kammaren och släpps sedan ut från det genom munstycket, och kärlet rör sig i motsatt riktning för jetutstötningen. Vattnet dras in med en diesel- eller bensinmotor.

Växtvärlden erbjuder också exempel på jetdrivning. Bland dem finns det arter som använder denna rörelse för att sprida frön, till exempel den galna gurkan. Endast utåt liknar denna växt de gurkor vi är vana vid. Och den karakteristiska "rabiat" den fick på grund av det konstiga sättet att reproducera. Mogningen studsar av frukterna av stjälkarna. Som ett resultat öppnas ett hål genom vilket gurkan skjuter ett ämne som innehåller frön lämpliga för grobarhet och applicerar reaktivitet. Och själva gurkan studsar upp till tolv meter åt sidan motsatt skottet.

Manifestationen av jetdrivning i naturen och tekniken är underkastad samma lagar i universum. Mänskligheten använder alltmer dessa lagar för att uppnå sina mål inte bara i jordens atmosfär, utan också i rymden, och jetdrivning är ett slående exempel på detta.