Fysik. Reaktiv rörelse i natur och teknik. Intressant information om jetframdrivning Där jetframdrivning förekommer i naturen

Flertons rymdskepp svävar upp i himlen och genomskinliga, gelatinösa maneter, bläckfiskar och bläckfiskar manövrerar skickligt i havsvattnet - vad har de gemensamt? Det visar sig att i båda fallen används principen om jetframdrivning för att förflytta sig. Det är detta ämne som vår dagens artikel ägnas åt.

Låt oss titta på historien

Mest den första tillförlitliga informationen om missiler går tillbaka till 1200-talet. De användes av hinduer, kineser, araber och européer i strid som strids- och signalvapen. Detta följdes av århundraden av nästan fullständig glömska av dessa enheter.

I Ryssland återupplivades idén om att använda en jetmotor tack vare verken av den revolutionära Nikolai Kibalchich. När han satt i de kungliga fängelsehålorna utvecklade han sig ryskt projekt jetmotor och flygplan för människor. Kibalchich avrättades och hans projekt samlade damm i den tsaristiska hemliga polisens arkiv under många år.

De viktigaste idéerna, ritningarna och beräkningarna av denna begåvade och modiga man fick ytterligare utveckling i verk av K.E. Tsiolkovsky, som föreslog att de skulle användas för interplanetär kommunikation. Från 1903 till 1914 publicerade han ett antal verk, där han på ett övertygande sätt bevisar möjligheten att använda jetframdrivning för utforskning av rymden och underbygger att det är lämpligt att använda flerstegsraketer.

Många vetenskapliga utvecklingar av Tsiolkovsky används fortfarande i raketer.

Biologiska raketer

Hur uppstod det i allmänhet tanken på att flytta, utgående från din egen jetström? Kanske, genom att noggrant observera det marina livet, märkte invånarna i kustzonerna hur detta händer i djurriket.

Till exempel, kammussla rör sig på grund av den reaktiva kraften hos vattenstrålen som kastas ut från skalet under den snabba komprimeringen av dess ventiler. Men han kommer aldrig att hänga med de snabbaste simmarna – bläckfisk.

Deras raketliknande kroppar rusar med svansen framåt och stöter ut lagrat vatten från en speciell tratt. rör sig enligt samma princip, pressa ut vatten genom att dra ihop deras genomskinliga kupol.

Naturen har försetts med en "jetmotor" och en växt som heter "sprutande gurka". När dess frukter är helt mogna, som svar på minsta beröring, skjuter den ut glutenet med fröna. Själva fostret kastas i motsatt riktning på ett avstånd av upp till 12 m!

Varken marint liv eller växter känner till de fysiska lagarna som ligger till grund för detta rörelsesätt. Vi ska försöka reda ut det.

Fysiska grunder för principen om jetframdrivning

Låt oss vända oss till det enklaste experimentet först. Blås upp en gummiboll och, utan att binda, låt oss gå till fri flykt. Den snabba rörelsen av bollen kommer att fortsätta så länge som luftströmmen som kommer från den är tillräckligt stark.

För att förklara resultaten av detta experiment måste vi vända oss till lag III, som säger att två kroppar samverkar med krafter som är lika stora och motsatta i riktning. Följaktligen är kraften med vilken bollen verkar på luftstrålarna som strömmar ut från den lika med kraften med vilken luften trycker bort bollen från sig själv.

Låt oss överföra detta resonemang till raketen. Dessa enheter kastar ut en del av sin massa i hög hastighet, vilket resulterar i att de själva får acceleration i motsatt riktning.

Ur fysikens synvinkel, detta processen förklaras tydligt av lagen om bevarande av momentum. Momentum är produkten av kroppsmassan genom dess hastighet (mv) Medan raketen är i vila är dess hastighet och momentum lika med noll. Om en jetström kastas ut ur den, måste den återstående delen, enligt lagen om bevarande av rörelsemängd, få en sådan hastighet att den totala rörelsemängden fortfarande är lika med noll.

Låt oss gå över till formlerna:

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

m g v g = - m p v p,

var m g v g impuls skapad av en stråle av gaser, m p v p impuls som tas emot av raketen.

Minustecknet visar att raketens och jetens rörelseriktning är motsatt.

Strukturen och principen för driften av en jetmotor

Inom tekniken sätter jetmotorer igång flygplan, raketer och lanserar rymdfarkoster i omloppsbanor. Beroende på syftet har de en annan enhet. Men var och en av dem har tillgång till bränsle, en kammare för förbränning och ett munstycke som accelererar jetströmmen.

De interplanetära automatiska stationerna är också utrustade med ett instrumentfack och hytter med ett livstödssystem för astronauter.

Moderna rymdraketer är komplexa flerstegsflygplan som använder de senaste framstegen inom teknik. Efter uppskjutningen brinner först bränslet i det nedre steget, varefter det separeras från raketen, vilket minskar dess totala massa och ökar hastigheten.

Sedan förbrukas bränsle i det andra steget osv. Slutligen förs flygplanet till en förutbestämd bana och påbörjar sin självständiga flygning.

Låt oss drömma lite

Den store drömmaren och vetenskapsmannen K.E. Tsiolkovsky gav framtida generationer förtroendet för att jetmotorer skulle tillåta mänskligheten att bryta sig ut ur jordens atmosfär och rusa ut i rymden. Hans förutsägelse gick i uppfyllelse. Månen, och även avlägsna kometer, utforskas framgångsrikt av rymdfarkoster.

Inom astronautiken används vätskejetmotorer. Använder petroleumprodukter som bränsle, men de hastigheter som kan uppnås med deras hjälp är otillräckliga för mycket långa flygningar.

Kanske kommer ni, våra kära läsare, att bevittna jordbors flygningar till andra galaxer på rymdfarkoster med nukleära, termonukleära eller jonjetmotorer.

Om det här meddelandet är användbart för dig är det trevligt att se dig.

Lagen om bevarande av momentum är av stor betydelse när man överväger jetframdrivning.
Under jetdrift förstå rörelsen hos en kropp som uppstår när någon del av den separeras med en viss hastighet i förhållande till den, till exempel när förbränningsprodukter strömmar ut ur ett jetflygplans munstycke. I detta fall, den sk Reaktiv kraft trycker på kroppen.
Det speciella med den reaktiva kraften är att den uppstår som ett resultat av växelverkan mellan delar av själva systemet utan någon växelverkan med yttre kroppar.
Medan kraften som ger acceleration, till exempel till en fotgängare, ett fartyg eller ett flygplan, uppstår endast på grund av dessa kroppars samverkan med jord, vatten eller luft.

Så kroppens rörelse kan erhållas som ett resultat av utflödet av en stråle av vätska eller gas.

I naturen, jetframdrivningär inneboende främst i levande organismer som lever i vattenmiljön.

Inom tekniken används jetframdrivning i flodtransporter (jetmotorer), i bilindustrin (racingbilar), i militära angelägenheter, inom flyg och astronautik.
Alla moderna höghastighetsflygplan är utrustade med jetmotorer. de kan tillhandahålla den nödvändiga flyghastigheten.
Det är omöjligt att använda andra motorer än jetmotorer i yttre rymden, eftersom det inte finns något stöd där, från vilket man kan få acceleration.

Historien om utvecklingen av jetteknik

Skaparen av den ryska militärraketen var artilleriforskaren K.I. Konstantinov. Med en vikt på 80 kg nådde Konstantinov-raketens räckvidd 4 km.

Idén om att använda jetframdrivning i ett flygplan, projektet för en jetflyganordning, lades fram 1881 av N.I. Kibalchich.

1903, den berömde fysikern K.E. Tsiolkovsky bevisade möjligheten att flyga i det interplanetära rymden och utvecklade projektet för det första raketplanet med en vätskestrålemotor.

K.E. Tsiolkovsky designade ett rymdrakettåg, uppbyggt av en serie raketer som arbetar i sin tur och försvinner när bränslet förbrukas.

Principer för användning av jetmotorer

Hjärtat i alla jetmotorer är en förbränningskammare, i vilken gaser bildas under förbränning av bränsle som har en mycket hög temperatur och utövar tryck på kammarens väggar. Gaser sprutas ut från ett smalt raketmunstycke med hög hastighet och skapar jettryck. I enlighet med lagen om bevarande av momentum får raketen hastighet i motsatt riktning.

Drivkraften i systemet (raketförbränningsprodukter) förblir noll. Eftersom raketens massa minskar, även med en konstant gasutflödeshastighet, kommer dess hastighet att öka och gradvis nå sitt maximala värde.
Rörelsen av en raket är ett exempel på rörelsen av en kropp med variabel massa. För att beräkna dess hastighet används lagen om bevarande av momentum.

Jetmotorer är uppdelade i raketmotorer och jetmotorer.

Raketmotorerär antingen fasta eller flytande bränslen.
I raketmotorer med fast drivmedel kommer bränsle som innehåller både ett brännbart och ett oxidationsmedel att kastas in i det inre av motorns förbränningskammare.
V vätskejetmotorer designad för att skjuta upp rymdfarkoster, bränslet och oxidationsmedlet lagras separat i speciella tankar och pumpas in i förbränningskammaren med hjälp av pumpar. De kan använda fotogen, bensin, alkohol, flytande väte, etc. som bränsle, och flytande syre som ett oxidationsmedel som krävs för förbränning, salpetersyra, och så vidare.

Moderna trestegs rymdraketer skjuts upp vertikalt och efter att ha passerat genom täta lager av atmosfären överförs de till flygning i en given riktning. Varje raketsteg har sin egen bränsletank och oxidationstank, samt sin egen jetmotor. När bränslet brinner kasseras de förbrukade raketstegen.

Luftjetmotorer används för närvarande främst i flygplan. Deras huvudsakliga skillnad från raketmotorer är att syre från luften som kommer in i motorn från atmosfären fungerar som ett oxidationsmedel för bränsleförbränning.
Luftjetmotorer inkluderar turboladdarmotorer med både axial- och centrifugalkompressorer.
Luften i dessa motorer dras in och komprimeras av en kompressor som drivs av en gasturbin. Gaserna som lämnar förbränningskammaren skapar en reaktiv dragkraft och roterar turbinrotorn.

Vid mycket höga flyghastigheter kan komprimeringen av gaser i förbränningskammaren utföras på grund av det inkommande luftflödet. Det behövs ingen kompressor.

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

Perevoz stad
2011
Innehåll:

Inledning: vad är Jetdrift………………………………………………………… …..…………………………………..3
Impulsvårdslagen ………………………………………………………………………… .4
Tillämpning av jetframdrivning i naturen ………………………… ..….… .... 5
Tillämpning av jetframdrivning inom teknik ……. ………………… …… ..….… .6
Jetframdrivning "Interkontinental missil" ………… .. ……… …… 7
De fysiska grunderna för en jetmotor..................... .................... 8
Klassificering av jetmotorer och kännetecken för deras användning ………………………………………………………………………………………………. …………. …… .9
Funktioner i designen och skapandet av ett flygplan ... .. ... 10
Slutsats ………………………………………………………………………………………………………… .11
Lista över använd litteratur ………………………………………………… ...

"Jetdrift"
Reaktiv rörelse är rörelsen av en kropp på grund av separationen från den med en viss hastighet av några av dess delar. Reaktiv rörelse beskrivs utifrån lagen om bevarande av momentum.
Jetframdrivning, som nu används i flygplan, raketer och rymdprojektiler, är karakteristisk för bläckfiskar, bläckfiskar, bläckfiskar, maneter - alla använder utan undantag reaktionen (rekylen) från den kastade vattenstrålen för att simma.
Exempel på jetframdrivning finns också i växtvärlden.
I södra länder finns en växt som kallas "galen gurka". Man behöver bara lätt röra vid den mogna frukten, som liknar en gurka, eftersom den studsar från stjälken, och genom hålet som bildas av frukten, flyr en vätska med frön som en fontän med en hastighet på upp till 10 m/s.

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

"Lagen om bevarande av momentum"
I ett slutet system förblir vektorsumman av momentan 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 konsekvens av Newtons andra och tredje lag. Betrakta två samverkande kroppar som är en del av ett slutet system.
Krafterna för växelverkan mellan dessa kroppar kommer att betecknas med och Enligt Newtons tredje lag Om dessa kroppar interagerar under tiden t, så är impulserna från växelverkanskrafterna samma i storlek och riktade i motsatta riktningar: Tillämpa på dessa kroppar Newtons andra lag:

"Användningen av jetframdrivning i naturen"
Jetframdrivning används av många blötdjur - bläckfiskar, bläckfiskar, bläckfiskar. Till exempel rör sig en pilgrimsmussla framåt på grund av den reaktiva kraften från en vattenström som skjuts ut från skalet när dess ventiler är kraftigt komprimerade.

Bläckfisk
Bläckfisk, som de flesta bläckfiskar, rör sig i vatten på följande sätt. Den drar in vatten i gälhålan genom den laterala slitsen och en speciell tratt framför kroppen och kastar sedan kraftigt ut en vattenström genom tratten. Bläckfisken riktar trattröret åt sidan eller bakåt och pressar snabbt vatten ur det, kan röra sig i olika riktningar.
Salpa är ett havsdjur med en genomskinlig kropp, när det rör sig tar det vatten genom den främre öppningen, och vatten kommer in i en bred hålighet, inuti vilken gälarna sträcks diagonalt. Så fort djuret tar en lång klunk vatten stängs hålet. Sedan drar de längsgående och tvärgående musklerna i salpa ihop sig, hela kroppen drar ihop sig och vatten trycks ut genom den bakre öppningen. Reaktionen från den strömmande strålen driver salpan framåt. Av störst intresse är bläckfiskjetmotorn. Bläckfisken är den största ryggradslösa invånaren på havets djup. Bläckfiskar har nått den högsta perfektion 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 öppet utrymme. Om du är i en båt och har flera tunga stenar, så kommer du genom att kasta stenar i en viss riktning röra dig i motsatt riktning. Samma sak kommer att hända i yttre rymden, men där använder man jetmotorer för detta.

"Användningen av jetframdrivning inom tekniken"
I slutet av det första årtusendet efter Kristus uppfann Kina jetframdrivning, som drev raketer – bamburör fyllda med krut, de användes också som kul. Ett av de första projekten med bilar var också med en jetmotor och detta projekt tillhörde Newton.
Författaren till världens första projekt av ett jetflygplan designat för mänskligt flyg 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 fängelset efter dödsdomen. Kibalchich skrev: "Medan jag satt i fängelse, några dagar före min död, skriver jag detta projekt. Jag tror på genomförbarheten av min idé, och denna övertygelse stöder mig i min fruktansvärda position ... Jag kommer lugnt att möta döden, i vetskapen om att min idé inte kommer att gå under med mig."
Idén att använda raketer för rymdflyg föreslogs i början av detta århundrade av den ryske forskaren Konstantin Eduardovich Tsiolkovsky. 1903 publicerades en artikel av läraren vid Kaluga gymnasium K.E. Tsiolkovsky "Utforskning av världsrymden med jetanordningar". Detta arbete innehöll den viktigaste matematiska ekvationen för astronautik, nu känd som "Tsiolkovsky-formeln", som beskrev rörelsen hos en kropp med variabel massa. I framtiden utvecklade han ett schema för en raketmotor på flytande bränsle, föreslog en flerstegsraketdesign och uttryckte idén om möjligheten att skapa hela rymdstäder i en omloppsbana nära jorden. Han visade att den enda anordning som kan övervinna tyngdkraften är en raket, d.v.s. apparat med en jetmotor som använder bränsle och en oxidator placerad på själva apparaten. Sovjetiska raketer var de första som nådde månen, cirklade runt månen och fotograferade dess osynliga sida från jorden, de första som nådde planeten Venus och levererade vetenskapliga instrument till dess yta. 1986 undersökte två sovjetiska rymdfarkoster "Vega-1" och "Vega-2" Halleys komet på nära håll och närmade sig solen en gång vart 76:e år.

Jetframdrivning "Interkontinental missil"
Mänskligheten har alltid drömt om att resa ut i rymden. Sci-fi-författare, vetenskapsmän, drömmare har föreslagit en mängd olika sätt att uppnå detta mål. Men det enda medel som står till människans förfogande, med vars hjälp man kan övervinna tyngdkraften och flyga ut i rymden i många århundraden, har inte uppfunnits av en enda vetenskapsman, inte en enda science fiction-författare. K.E. Tsiolkovsky - grundaren av teorin om rymdflygning.
För första gången fördes många människors drömmar och strävanden närmare verkligheten av den ryske forskaren Konstantin Eduardovich Tsiolkovsky (1857-1935), som visade att den enda apparat som kan övervinna gravitationen är en raket, han var den första som tillhandahålla vetenskapliga bevis på möjligheten att använda en raket för flygningar till yttre rymden, bortom den terrestra atmosfären och till andra planeter i solsystemet. Tsoilkovsky kallade en raket för en anordning med en jetmotor som använder bränsle och ett oxidationsmedel på.
Som du vet från fysikkursen åtföljs ett skott från en pistol av en rekyl. Enligt Newtons lagar skulle en kula och en pistol flyga i olika riktningar 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, det är så rekyl uppstår. Ju större rekylkraften upplevs av vår skuldra, desto större massa och hastighet för de utströmmande gaserna, och följaktligen, ju starkare pistolens reaktion, desto större blir den reaktiva kraften. 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. Tsiolkovsky-talet är förhållandet mellan bränslemassan och raketmassan vid slutet av motordriften - till den tomma raketvikten.
Sålunda fann man att raketens maximalt uppnåbara hastighet i första hand beror på hastigheten för utflödet av gaser från munstycket. Och hastigheten på munstycksgasutflödet beror i sin tur på typen av bränsle och gasströmmens temperatur. Det betyder att ju högre temperatur, desto högre hastighet. Sedan, för en riktig raket, måste du välja det mest kaloririka bränslet som ger den största mängden 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 finns på värdelösa (i termer av flyghastighet) strukturer: kroppen: , mekanismer osv osv.
Huvudslutsatsen från denna formel av Tsiolkovsky för att bestämma hastigheten på en rymdraket är att i ett luftlöst utrymme kommer raketen att utvecklas ju högre hastigheten är, desto högre hastigheten på utflödet av gaser och desto större antalet Tsiolkovsky.

"Fysiska grunderna för en jetmotor"
Moderna kraftfulla jetmotorer av olika slag bygger på principen om direkt reaktion, d.v.s. principen att skapa en drivkraft (eller dragkraft) i form av en reaktion (rekyl) av en stråle av "arbetsämne" 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 den termiska energin för att utföra mekaniskt arbete. Sådana motorer inkluderar kolvmotorer för bilar, diesellokomotiv, ång- och gasturbiner i kraftverk, etc. Efter att heta gaser har bildats i en värmemotor, som innehåller en stor termisk energi, måste denna energi omvandlas till mekanisk energi. Motorerna används ju för att prestera mekaniskt arbete, för att "flytta" något, omsätta det i handling, det spelar ingen roll om det är en dynamomaskin på begäran att lägga till ritningar till ett kraftverk, ett diesellokomotiv, en bil eller ett flygplan. För att den termiska energin hos gaser ska övergå till mekanisk energi måste deras volym öka. Med denna expansion gör gaserna jobbet, vilket förbrukar deras inre och termiska energi.
Jetmunstycket kan ha olika former, och dessutom olika design beroende på motortyp. Det viktigaste är hastigheten med vilken gaserna strömmar ut ur motorn. Om denna utflödeshastighet inte överstiger den hastighet med vilken ljudvågor utbreder sig i de utgående gaserna, är munstycket ett enkelt cylindriskt eller avsmalnande rörsegment. Om utflödeshastigheten måste överstiga ljudhastigheten, får munstycket formen av ett expanderande rör eller, till en början, avsmalnande och sedan expanderande (Härligt munstycke). Endast i ett rör av denna form, som teori och erfarenhet visar, kan gasen accelereras till överljudshastigheter, och "ljudbarriären" kan trampas över.

"Klassificering av jetmotorer och funktioner för deras användning"
Men denna mäktiga stam, principen om direkt reaktion, födde en enorm krona av "släktträdet" i jetmotorfamiljen. För att bekanta sig med de viktigaste grenarna av sin krona, kröna "stammen" av en direkt reaktion. Snart, som du kan se på bilden (se nedan), är denna stam uppdelad i två delar, som om den delas 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 den omgivande luften för sitt arbete eller inte.
I en icke-kompressormotor av en annan typ, en ramjet, finns inte ens detta ventilgaller och trycket i förbränningskammaren stiger 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 i en tillräckligt hög hastighet; den kommer inte att utveckla dragkraft på parkeringsplatsen. Men å andra sidan, vid en mycket hög hastighet, 4-5 gånger ljudhastigheten, 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 många människor är själva begreppet "jetframdrivning" starkt förknippat med moderna landvinningar inom vetenskap och teknik, särskilt fysik, och bilder av jetplan eller till och med rymdskepp som flyger i överljudshastigheter med hjälp av de ökända jetmotorerna dyker upp i deras huvuden. Faktum är att fenomenet jetframdrivning är mycket äldre än till och med människan själv, eftersom det dök upp långt före oss människor. Ja, jetframdrivning är aktivt representerad i naturen: maneter och bläckfiskar har simmat i havets djup i miljoner år enligt samma princip som moderna överljuds jetflygplan flyger idag.

Jetframdrivningens historia

Sedan urminnes tider har olika forskare observerat fenomenen med jetframdrivning i naturen, så den antika grekiske matematikern och mekanikern Heron skrev om honom tidigare än någon annan, men han gick aldrig utöver teorin.

Om vi ​​talar om den praktiska tillämpningen av jetframdrivning, var de första här de uppfinningsrika kineserna. Runt 1200-talet gissade de att låna principen om rörelse för bläckfiskar och bläckfiskar när de uppfann de första missilerna, som de började använda, både för fyrverkerier och för militära operationer (som strids- och signalvapen). Lite senare antogs denna användbara uppfinning av kineserna av araberna, och från dem redan av européerna.

Naturligtvis hade de första villkorliga raketmissilerna en relativt primitiv design och under flera århundraden utvecklades de praktiskt taget inte på något sätt, det verkade som om historien om utvecklingen av jetframdrivning hade stannat. Ett genombrott i denna fråga inträffade först på 1800-talet.

Vem upptäckte Jet Propulsion?

Kanske kan lagrarna för upptäckaren av jetframdrivning i den "nya tiden" tilldelas Nikolai Kibalchich, inte bara en begåvad rysk uppfinnare utan också en revolutionär Narodnaya Volya. Han skapade sitt projekt med en jetmotor och ett flygplan för människor när han satt i ett tsarfängelse. Senare avrättades Kibalchich för sin revolutionära verksamhet, och hans projekt fortsatte att samla damm på hyllorna i den tsaristiska hemliga polisens arkiv.

Senare upptäcktes Kibalchichs verk i denna riktning och kompletterades med verk av en annan begåvad vetenskapsman K.E. Tsiolkovsky. Från 1903 till 1914 publicerade han ett antal verk där han övertygande bevisade möjligheten att använda jetframdrivning vid skapandet av rymdskepp för studier av yttre rymden. Han bildade också principen att använda flerstegsraketer. Än idag används många av Tsiolkovskys idéer i raketer.

Exempel på jetframdrivning i naturen

Förvisso när du simmade i havet såg du maneter, men du trodde knappt att dessa fantastiska (och dessutom långsamma) varelser rör sig exakt med hjälp av jetframdrivning. Genom att krympa sin genomskinliga kupol pressar de nämligen ut vatten, som fungerar som en slags "jetmotor" för maneter.

Bläckfisken har också en liknande rörelsemekanism - genom en speciell tratt framför kroppen och genom den laterala slitsen, drar den vatten in i sin gälhåla och kastar sedan kraftigt ut det genom tratten, riktad bakåt eller i sidled (beroende på rörelseriktningen för den önskade bläckfisken).

Men den mest intressanta jetmotorn som skapats av naturen finns i bläckfisk, som mycket riktigt kan kallas "levande torpeder". Faktum är att även kroppen av dessa djur liknar en raket i sin form, även om allt i själva verket är precis tvärtom - det är en raket med sin design som kopierar kroppen av en bläckfisk.

Om bläckfisken behöver göra ett snabbt kast använder den sin naturliga jetmotor. Dess kropp är omgiven av en mantel, en speciell muskelvävnad, och hälften av volymen av hela bläckfisken faller på mantelhålan i vilken den suger vatten. Sedan kastar han plötsligt ut den uppsamlade vattenströmmen genom ett smalt munstycke, samtidigt som han viker alla sina tio tentakler över huvudet på ett sådant sätt att han får en strömlinjeformad form. Tack vare en sådan avancerad jetnavigering kan bläckfisk nå imponerande hastigheter på 60-70 km i timmen.

Bland ägarna till en jetmotor i naturen finns växter, nämligen den så kallade "galna gurkan". När dess frukter mognar, som svar på den lättaste beröring, skjuter den ut gluten med frön

Jetframdrivningslag

Bläckfiskar, "galna gurkor", maneter och andra bläckfiskar har använt jetframdrivning sedan urminnes tider, utan att tänka på dess fysiska väsen, men vi ska försöka ta reda på vad som är kärnan i jetframdrivning, vilken typ av rörelse som kallas reaktiv, och ge det en definition.

Till att börja med kan du ta till ett enkelt experiment - om du blåser upp en vanlig ballong med luft och, utan att binda den, låter den flyga, kommer den att flyga snabbt tills den får slut på luft. Detta fenomen förklaras av Newtons tredje lag, som säger att två kroppar samverkar med krafter som är lika stora och motsatta i riktning.

Det vill säga kraften från bollens påverkan på luftflödena som flyr från den är lika med kraften med vilken luften trycker bollen bort från sig själv. En raket fungerar på ett sätt som liknar en boll, som i hög hastighet kastar ut en del av sin massa, samtidigt som den får en kraftig acceleration i motsatt riktning.

Lagen om bevarande av momentum och jetframdrivning

Fysiken förklarar processen för jetframdrivning. Impuls är produkten av kroppsmassan genom dess hastighet (mv). När en raket är i vila är dess rörelsemängd och hastighet noll. När en jetström börjar kastas ut från den, bör resten, enligt lagen om bevarande av momentum, få en sådan hastighet vid vilken det totala momentumet fortfarande kommer att vara lika med noll.

Jet Propulsion Formel

Generellt sett kan jetframdrivning beskrivas med följande formel:
m s v s + m p v p = 0
m s v s = -m p v p

där m s v s är impulsen som skapas av gasstrålen, m p v p är impulsen som tas emot av raketen.

Minustecknet visar att raketens rörelseriktning och kraften i jetrörelsen är motsatta.

Jetframdrivning i teknik - principen för drift av en jetmotor

V modern teknologi jetframdrivning spelar en mycket viktig roll, eftersom jetmotorer driver flygplan och rymdskepp. Den faktiska utformningen av en jetmotor kan skilja sig beroende på dess storlek och syfte. Men på ett eller annat sätt har var och en av dem

• bränsletillförseln,
• kammare för bränsleförbränning,
• munstycke, vars uppgift är att accelerera jetströmmen.

Så här ser en jetmotor ut.

Användning av jetframdrivning i naturen Många av oss i våra liv har träffats när vi simmade i havet med maneter. Men få människor trodde att maneter använder jetframdrivning för rörelse. Och ofta är effektiviteten hos marina ryggradslösa djur som använder jetframdrivning mycket högre än för teknouppfinningar.

Bläckfisk Bläckfisken, som de flesta bläckfiskar, rör sig i vattnet på följande sätt. Den drar in vatten i gälhålan genom den laterala slitsen och en speciell tratt framför kroppen och kastar sedan kraftigt ut en vattenström genom tratten. Bläckfisken riktar trattröret åt sidan eller bakåt och pressar snabbt vatten ur det, kan röra sig i olika riktningar.

Bläckfisk Bläckfisk är den största ryggradslösa invånaren på havets djup. Den rör sig enligt principen om jetframdrivning, absorberar vatten och trycker den sedan med enorm kraft genom ett speciellt hål - "tratt", och rör sig med hög hastighet (cirka 70 km / h) bakåt i ryck. I det här fallet samlas bläckfiskens tio tentakler i en knut ovanför huvudet och den får en strömlinjeformad form.

Flygande bläckfisk Detta är ett litet sillstort djur. Han förföljer fisk med sådan häftighet att han ofta hoppar upp ur vattnet och sveper som en pil över dess yta. Efter att ha utvecklat den maximala strålkraften i vattnet lyfter pilotbläckfisken upp i luften och flyger över vågorna i mer än femtio meter. Höjdpunkten för en levande rakets flygning ligger så högt över vattnet att flygande bläckfiskar ofta landar på däck på oceangående fartyg. Fyra till fem meter är ingen rekordhöjd till vilken bläckfisk stiger upp i himlen. Ibland flyger de ännu högre.

Bläckfisk Bläckfiskar kan också flyga. Den franske naturforskaren Jean Verany såg en vanlig bläckfisk rusa i ett akvarium och hoppade plötsligt baklänges upp ur vattnet. Efter att ha beskrivit en fem meter lång båge i luften ploppade han tillbaka in i akvariet. Bläckfisken samlade fart för att hoppa och rörde sig inte bara på grund av jettryck, utan rodde också med tentakler.

Rabid gurka I södra länder (och även på vår Svarta havets kust) växer en växt som kallas "galen gurka". Man behöver bara lätt röra vid den mogna frukten, som liknar en gurka, eftersom den studsar från stjälken, och genom hålet som bildas av frukten med en hastighet på upp till 10 m/s flyger en vätska med frön ut. En galen gurka (annars kallas den "dampistol") skjuter mer än 12 m.