추상 제트 추진. 제트 추진에 관한 흥미로운 정보

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학생 10KL

사도프 드미트리

제트 추진- 특정 속도로 신체의 일부가 분리되었을 때 발생하는 움직임.

반력은 외부 물체와의 상호 작용 없이 발생합니다.

제트 추진 기술의 응용

우주 비행에 로켓을 사용한다는 아이디어는 러시아 과학자 Konstantin Eduardovich Tsiolkovsky가 금세기 초에 제안했습니다. 1903년 칼루가 체육관 교사가 쓴 '제트 기구를 이용한 세계 공간 탐험'이라는 글이 인쇄물로 나왔다. 이 연구에는 우주 비행에 대한 가장 중요한 수학 방정식이 포함되어 있으며, 현재는 "치올코프스키 공식"으로 알려져 있으며, 이는 가변 질량 몸체의 운동을 설명합니다. 이어 액체연료 로켓엔진 설계를 개발하고 다단 로켓 설계를 제안하며 저궤도에 우주도시 전체를 건설할 수 있다는 아이디어를 표현했다. 그는 중력을 극복할 수 있는 유일한 장치는 로켓, 즉 연료를 사용하는 제트 엔진과 장치 자체에 있는 산화제를 갖춘 장치임을 보여주었습니다.

제트 엔진연료의 화학적 에너지를 가스 제트의 운동 에너지로 변환하는 동시에 엔진은 반대 방향으로 속도를 얻는 엔진입니다.

이 아이디어는 학계의 세르게이 파블로비치 코롤레프(Sergei Pavlovich Korolev)가 이끄는 소련 과학자들에 의해 구현되었습니다. 역사상 최초의 인공지구위성은 1957년 10월 4일 소련에서 로켓으로 발사됐다.

제트 추진의 원리가 널리 사용됩니다. 실제 사용항공 및 우주 비행 분야. 우주 공간에는 신체가 상호 작용하여 속도의 방향과 크기를 변경할 수 있는 매체가 없으므로 우주 비행에는 로켓과 같은 제트 항공기만 사용할 수 있습니다.

로켓 장치

로켓의 운동은 운동량 보존의 법칙에 기초합니다. 어느 시점에 어떤 물체가 로켓에서 떨어져 나가면 동일한 추진력을 얻지만 반대 방향으로 향하게 됩니다.

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전체 로켓의 발사 및 가속을 위해 설계된 로켓의 가장 큰 부분을 첫 번째 단계라고 합니다. 다단계 로켓의 첫 번째 대규모 단계가 가속 중에 모든 연료 보유량을 소진하면 분리됩니다. 더 큰 가속은 덜 큰 두 번째 단계에서 계속되며, 이전에 첫 번째 단계의 도움으로 달성한 속도에 더 많은 속도를 추가한 다음 분리됩니다. 세 번째 단계에서는 계속해서 속도를 필요한 값으로 높이고 페이로드를 궤도로 전달합니다.

제트 추진력을 자연에 응용

제트 추진은 문어, 오징어, 오징어 등 많은 연체동물이 사용합니다. 예를 들어, 바다 가리비 연체 동물은 밸브가 급격히 압축되는 동안 껍질에서 튀어 나온 물줄기의 반력으로 인해 앞으로 움직입니다.

문어

오징어

해파리

대부분의 두족류와 마찬가지로 오징어는 다음과 같은 방식으로 물 속에서 움직입니다. 그녀는 측면 슬릿과 몸 앞의 특수 깔때기를 통해 물을 아가미 구멍으로 가져온 다음 깔때기를 통해 힘차게 물줄기를 뿜어냅니다. 오징어는 깔때기 관을 옆이나 뒤로 향하게 하고 빠르게 물을 짜내며 다른 방향으로 움직일 수 있습니다.

오징어의 제트 엔진이 가장 흥미롭습니다. 오징어는 심해에 서식하는 가장 큰 무척추동물입니다. 오징어는 제트기 항해에서 가장 높은 완성도를 달성했습니다. 심지어 그들의 몸도 외형적으로는 로켓을 모방합니다(또는 이 문제에 있어서는 논쟁의 여지가 없는 우선순위를 갖고 있기 때문에 로켓은 오징어를 복제하는 것이 더 좋습니다). 천천히 움직일 때 오징어는 주기적으로 구부러지는 커다란 다이아몬드 모양의 지느러미를 사용합니다. 제트 엔진을 사용하여 빠르게 던집니다. 근육– 맨틀은 연체동물의 몸체를 사방으로 둘러싸고 있으며, 그 구멍의 부피는 오징어 몸체 부피의 거의 절반입니다. 동물은 맨틀강 내부의 물을 빨아들인 후 좁은 노즐을 통해 날카롭게 물의 흐름을 내뿜고 고속으로 밀어 뒤로 이동합니다. 동시에 오징어의 촉수 10개는 모두 머리 위로 매듭으로 모여 유선형을 이루고 있습니다. 노즐에는 특수 밸브가 장착되어 있으며 근육이 회전하여 이동 방향을 변경할 수 있습니다. 오징어 엔진은 매우 경제적이며 최대 60~70km/h의 속도에 도달할 수 있습니다. (일부 연구자들은 최대 150km/h까지 가능하다고 믿습니다!) 오징어가 "살아있는 어뢰"라고 불리는 것은 당연합니다. 묶인 촉수를 오른쪽, 왼쪽, 위 또는 아래로 구부리면 오징어가 한 방향 또는 다른 방향으로 회전합니다.

제트 운동은 식물 세계에서도 찾아볼 수 있습니다. 예를 들어, 익은 과일 “ 미친 오이“가장 가볍게 만지면 줄기에서 튕겨 나가고 씨앗이 들어있는 끈적한 액체가 구멍 밖으로 강제로 배출됩니다. 오이 자체는 반대 방향으로 최대 12m까지 날아갑니다.

운동량 보존 법칙을 알면 열린 공간에서 자신의 이동 속도를 변경할 수 있습니다. 당신이 배 안에 있고 무거운 돌이 여러 개 있다면 특정 방향으로 돌을 던지면 반대 방향으로 이동하게 됩니다. 우주에서도 똑같은 일이 일어날 것이지만 그곳에서는 이를 위해 제트 엔진을 사용합니다.

총에서 총을 쏘면 반동이 동반된다는 것은 누구나 알고 있습니다. 총알의 무게가 총의 무게와 같다면, 총알은 같은 속도로 날아갈 것입니다. 반동은 방출된 가스 질량이 반력을 생성하기 때문에 발생하며, 이로 인해 공기와 공기가 없는 공간 모두에서 움직임이 보장될 수 있습니다. 그리고 흐르는 가스의 질량과 속도가 클수록 우리 어깨가 느끼는 반동력도 커지고 총의 반력이 강할수록 반력도 커집니다.

자연과 기술의 제트 추진

물리학 초록

제트 추진- 특정 속도로 신체의 일부가 분리되었을 때 발생하는 움직임.

반력은 외부 물체와의 상호 작용 없이 발생합니다.

제트 추진력을 자연에 응용

우리 중 많은 사람들이 바다에서 수영을 하다가 해파리를 만난 적이 있습니다. 어쨌든 흑해에는 그것들이 충분히 있습니다. 그러나 해파리도 제트 추진력을 사용하여 움직인다고 생각하는 사람은 거의 없습니다. 또한 잠자리 유충과 일부 해양 플랑크톤이 이동하는 방식도 이와 같습니다. 그리고 종종 제트 추진을 사용할 때 해양 무척추 동물의 효율성은 기술 발명의 효율성보다 훨씬 높습니다.

제트 추진은 문어, 오징어, 오징어 등 많은 연체동물이 사용합니다. 예를 들어, 바다 가리비 연체 동물은 밸브가 급격히 압축되는 동안 껍질에서 튀어 나온 물줄기의 반력으로 인해 앞으로 움직입니다.

문어

오징어

대부분의 두족류와 마찬가지로 오징어는 다음과 같은 방식으로 물 속에서 움직입니다. 그녀는 측면 슬릿과 몸 앞의 특수 깔때기를 통해 물을 아가미 구멍으로 가져온 다음 깔때기를 통해 힘차게 물줄기를 뿜어냅니다. 오징어는 깔때기 관을 옆이나 뒤로 향하게 하고 빠르게 물을 짜내며 다른 방향으로 움직일 수 있습니다.

살파는 몸이 투명한 해양동물로 움직일 때 앞쪽 구멍을 통해 물을 받아 물이 넓은 구멍으로 들어가고 그 안에 아가미가 대각선으로 뻗어 있다. 동물이 물을 많이 마시면 ​​구멍이 닫힙니다. 그런 다음 수액의 종근과 횡근이 수축하고 몸 전체가 수축하며 물이 뒤쪽 구멍을 통해 밀려 나옵니다. 탈출하는 제트기의 반응으로 살파가 앞으로 밀려납니다.

오징어의 제트 엔진이 가장 흥미롭습니다. 오징어는 심해에 서식하는 가장 큰 무척추동물입니다. 오징어는 제트기 항해에서 가장 높은 완성도를 달성했습니다. 심지어 그들의 몸도 외형적으로는 로켓을 모방합니다(또는 이 문제에 있어서는 논쟁의 여지가 없는 우선순위를 갖고 있기 때문에 로켓은 오징어를 복제하는 것이 더 좋습니다). 천천히 움직일 때 오징어는 주기적으로 구부러지는 커다란 다이아몬드 모양의 지느러미를 사용합니다. 제트 엔진을 사용하여 빠르게 던집니다. 근육 조직 - 맨틀은 연체 동물의 몸을 모든면에서 둘러싸고 있으며 구멍의 부피는 오징어 몸 부피의 거의 절반입니다. 동물은 맨틀강 내부의 물을 빨아들인 후 좁은 노즐을 통해 날카롭게 물의 흐름을 내뿜고 고속으로 밀어 뒤로 이동합니다. 동시에 오징어의 촉수 10개는 모두 머리 위로 매듭으로 모여 유선형을 이루고 있습니다. 노즐에는 특수 밸브가 장착되어 있으며 근육이 회전하여 이동 방향을 변경할 수 있습니다. 오징어 엔진은 매우 경제적이며 최대 60~70km/h의 속도에 도달할 수 있습니다. (일부 연구자들은 최대 150km/h까지 가능하다고 믿습니다!) 오징어가 "살아있는 어뢰"라고 불리는 것은 당연합니다. 묶인 촉수를 오른쪽, 왼쪽, 위 또는 아래로 구부리면 오징어가 한 방향 또는 다른 방향으로 회전합니다. 이러한 핸들은 동물 자체에 비해 매우 큰 사이즈, 그러면 오징어가 최고 속도에서도 장애물과의 충돌을 쉽게 피할 수 있도록 약간의 움직임만으로도 충분합니다. 플립플롭스티어링 휠 - 수영 선수는 반대 방향으로 돌진합니다. 그래서 그는 깔때기 끝을 뒤로 구부리고 이제 머리를 먼저 미끄러뜨립니다. 그는 그것을 오른쪽으로 구부렸고 제트 푸시로 인해 그를 왼쪽으로 던졌습니다. 그러나 빨리 수영해야 할 때 깔때기는 항상 촉수 사이에 튀어 나와 있으며 오징어는 가재가 달리는 것처럼 꼬리를 먼저 돌진합니다. 경주자의 민첩성을 부여받은 빠른 보행자입니다.

서두를 필요가 없으면 오징어와 오징어는 물결 모양의 지느러미로 수영합니다. 작은 파도가 앞에서 뒤로 흐르고 동물은 우아하게 미끄러지며 때때로 맨틀 아래에서 쏟아지는 물줄기로 몸을 밀어냅니다. 그러면 물줄기가 분출되는 순간 연체동물이 받는 개별적인 충격이 명확하게 보입니다. 일부 두족류는 시속 55km의 속도에 도달할 수 있습니다. 직접적인 측정을 한 사람은 없는 것 같지만 이는 날아다니는 오징어의 속도와 비행 범위로 판단할 수 있습니다. 그리고 문어의 가족 중에는 그러한 재능이 있다는 것이 밝혀졌습니다! 연체동물 중 최고의 조종사는 오징어 Stenoteuthis입니다. 영국 선원들은 이것을 Flying Squid(“Flying Squid”)라고 부릅니다. 이것은 청어만한 크기의 작은 동물입니다. 그것은 종종 물 밖으로 튀어나와 화살처럼 표면을 스쳐 지나갈 정도로 빠른 속도로 물고기를 쫓습니다. 그는 참치와 고등어와 같은 포식자로부터 생명을 구하기 위해이 트릭을 사용합니다. 물속에서 최대 제트 추력을 개발한 파일럿 오징어는 공중으로 이륙하여 50m 이상 파도 위로 날아갑니다. 살아있는 로켓 비행의 정점은 물 위로 너무 높아 날아다니는 오징어가 종종 바다를 항해하는 선박의 갑판에 도달하게 됩니다. 4~5미터는 오징어가 하늘로 솟아오르는 기록적인 높이가 아닙니다. 때로는 더 높이 날아갈 때도 있습니다.

영국의 연체동물 연구자인 Rees 박사는 과학 기사에서 오징어(길이가 16cm에 불과)에 대해 설명했는데, 이 오징어는 공중에서 상당한 거리를 비행한 후 물 위로 거의 7m 솟아오른 요트의 다리에 떨어졌습니다.

많은 비행 오징어가 반짝이는 폭포 속에서 배에 떨어지는 일이 발생합니다. 고대 작가 트레비우스 니제르(Trebius Niger)는 갑판에 떨어진 날아다니는 오징어의 무게로 인해 배가 가라앉았다는 슬픈 이야기를 한 적이 있습니다. 오징어는 가속 없이 이륙할 수 있습니다.

문어도 날 수 있습니다. 프랑스의 자연주의자인 Jean Verani는 일반 문어가 수족관에서 가속하다가 갑자기 물 밖으로 뒤로 튀어 나오는 모습을 보았습니다. 그는 공중에서 약 5미터 길이의 호를 묘사한 후 다시 수족관으로 뛰어들었습니다. 점프 속도를 높이면 문어는 제트 추력으로 인해 움직일뿐만 아니라 촉수로 노를 저었습니다.
헐렁한 문어는 물론 오징어보다 수영 능력이 떨어지지만 중요한 순간에는 최고의 단거리 선수에게 기록적인 수준을 보여줄 수 있습니다. 캘리포니아 수족관 직원이 게를 공격하는 문어의 사진을 찍으려고 했습니다. 문어는 최고 속도로 촬영할 때에도 필름에 항상 기름이 묻어 있을 정도로 빠른 속도로 먹이를 향해 돌진했습니다. 이것은 던지기가 100분의 1초 동안 지속되었다는 것을 의미합니다! 일반적으로 문어는 상대적으로 천천히 헤엄칩니다. 문어의 이동을 연구한 Joseph Seinl은 다음과 같이 계산했습니다. 크기가 0.5m인 문어가 바다에서 헤엄칩니다. 평균 속도시속 약 15킬로미터. 깔대기 밖으로 던져진 각 물 제트는 물을 2~2.5m 앞으로(또는 문어가 뒤로 헤엄치기 때문에 뒤로) 밀어냅니다.

제트 운동은 식물 세계에서도 찾아볼 수 있습니다. 예를 들어, "미친 오이"의 익은 열매는 살짝만 닿으면 줄기에서 튕겨 나가고 씨앗이 들어있는 끈적한 액체가 결과 구멍에서 강제로 배출됩니다. 오이 자체는 반대 방향으로 최대 12m까지 날아갑니다.

운동량 보존 법칙을 알면 열린 공간에서 자신의 이동 속도를 변경할 수 있습니다. 당신이 배 안에 있고 무거운 돌이 여러 개 있다면 특정 방향으로 돌을 던지면 반대 방향으로 이동하게 됩니다. 우주에서도 똑같은 일이 일어날 것이지만 그곳에서는 이를 위해 제트 엔진을 사용합니다.

총에서 총을 쏘면 반동이 동반된다는 것은 누구나 알고 있습니다. 총알의 무게가 총의 무게와 같다면, 총알은 같은 속도로 날아갈 것입니다. 반동은 방출된 가스 질량이 반력을 생성하기 때문에 발생하며, 이로 인해 공기와 공기가 없는 공간 모두에서 움직임이 보장될 수 있습니다. 그리고 흐르는 가스의 질량과 속도가 클수록 우리 어깨가 느끼는 반동력도 커지고 총의 반력이 강할수록 반력도 커집니다.

제트 추진 기술의 응용

수세기 동안 인류는 우주 비행을 꿈꿔왔습니다. SF 작가들이 가장 많은 것을 제공했습니다. 다른 수단이 목표를 달성하기 위해. 17 세기에는 프랑스 작가 Cyrano de Bergerac의 달 비행에 관한 이야기가 등장했습니다. 이 이야기의 주인공은 철제 수레를 타고 달에 도착했는데, 그 수레를 계속해서 던졌습니다. 강한 자석. 그에게 끌린 수레는 달에 도달할 때까지 지구 위로 점점 더 높이 떠올랐습니다. 그리고 먼하우젠 남작은 콩줄기를 타고 달에 올랐다고 합니다.

서기 1천년 말에 중국은 로켓에 동력을 공급하는 제트 추진 장치를 발명했습니다. 화약으로 가득 찬 대나무 튜브는 재미로도 사용되었습니다. 최초의 자동차 프로젝트 중 하나는 제트 엔진을 사용하는 것이었고 이 프로젝트는 Newton의 소유였습니다.

인간 비행을 목적으로 한 세계 최초의 제트기 프로젝트의 저자는 러시아 혁명가 N.I였습니다. 키발 치치. 그는 1881년 4월 3일 알렉산드르 2세 암살 시도에 가담했다는 이유로 처형당했다. 그는 사형을 선고받은 후 감옥에서 자신의 프로젝트를 개발했습니다. Kibalchich는 다음과 같이 썼습니다. “저는 죽기 며칠 전에 감옥에 있는 동안 이 프로젝트를 쓰고 있습니다. 나는 내 생각의 실현 가능성을 믿으며, 이 믿음이 나의 끔찍한 상황에서 나를 뒷받침해 줍니다... 나는 내 생각이 나와 함께 죽지 않을 것임을 알기에 침착하게 죽음을 맞이할 것입니다.”

우주 비행에 로켓을 사용한다는 아이디어는 러시아 과학자 Konstantin Eduardovich Tsiolkovsky가 금세기 초에 제안했습니다. 1903년에 칼루가 체육관 교사 K.E.의 기사가 인쇄되었습니다. Tsiolkovsky "반응 도구를 사용한 세계 공간 탐험." 이 연구에는 우주 비행에 대한 가장 중요한 수학 방정식이 포함되어 있으며, 현재는 "치올코프스키 공식"으로 알려져 있으며, 이는 가변 질량 몸체의 운동을 설명합니다. 이어 액체연료 로켓엔진 설계를 개발하고 다단 로켓 설계를 제안하며 저궤도에 우주도시 전체를 건설할 수 있다는 아이디어를 표현했다. 그는 중력을 극복할 수 있는 유일한 장치는 로켓이라는 것을 보여주었습니다. 장치 자체에 있는 연료와 산화제를 사용하는 제트 엔진이 장착된 장치입니다.

수톤이 하늘로 솟아오르다 우주선, 그리고 바닷물투명하고 젤라틴 같은 해파리, 갑오징어, 문어는 능숙하게 조종합니다. 이들의 공통점은 무엇인가요? 두 경우 모두 제트 추진의 원리가 이동에 사용되는 것으로 나타났습니다. 이것이 오늘 우리 기사가 다루는 주제입니다.

역사를 살펴보자

제일 로켓에 관한 최초의 믿을 만한 정보는 13세기로 거슬러 올라갑니다.그들은 전투 및 신호 무기로 전투에서 인도인, 중국인, 아랍인 및 유럽인에 의해 사용되었습니다. 그런 다음 수세기 동안 이러한 장치가 거의 완전히 망각되었습니다.

러시아에서는 혁명가 니콜라이 키발치치(Nikolai Kibalchich)의 업적 덕분에 제트 엔진 사용 아이디어가 부활했습니다. 왕실 던전에 앉아 그는 러시아의 제트 엔진과 사람들을 위한 항공기 프로젝트를 개발했습니다. Kibalchich가 처형되었고 그의 프로젝트 오랜 세월짜르 비밀경찰의 기록 보관소에서 먼지를 모으고 있습니다.

이 재능 있고 용감한 사람의 기본 아이디어, 그림 및 계산은 행성 간 통신에 사용하도록 제안한 K. E. Tsiolkovsky의 작업에서 더욱 발전되었습니다. 1903년부터 1914년까지 그는 우주 탐사를 위해 제트 추진력을 사용할 수 있는 가능성을 설득력 있게 입증하고 다단계 로켓 사용의 타당성을 정당화하는 여러 작품을 출판했습니다.

Tsiolkovsky의 과학적 발전 중 다수는 오늘날까지도 로켓 과학에 여전히 사용되고 있습니다.

생물학적 미사일

어떻게 생겨났나요? 자신의 제트 기류를 밀어서 이동한다는 아이디어?아마도 해안 주민들은 해양 생물을 면밀히 관찰함으로써 이것이 동물계에서 어떻게 일어나는지 알아차렸을 것입니다.

예를 들어, 가리비밸브가 빠르게 압축되는 동안 쉘에서 방출되는 워터 제트의 반력으로 인해 움직입니다. 그러나 그는 가장 빠른 수영 선수인 오징어를 결코 따라잡지 못할 것입니다.

로켓 모양의 몸체가 꼬리를 먼저 돌진하며 특수 깔대기에서 저장된 물을 배출합니다. 같은 원리로 움직여 투명한 돔을 수축시켜 물을 짜냅니다.

자연은 "제트 엔진"이라는 식물을 부여했습니다 "오이 분출".과일이 완전히 익었을 때 살짝만 닿아도 글루텐과 씨앗이 뿜어져 나옵니다. 과일 자체는 최대 12m 거리에서 반대 방향으로 던져집니다!

바다 주민이나 식물 모두 이러한 이동 방법의 기초가 되는 물리적 법칙을 모릅니다. 우리는 이것을 알아 내려고 노력할 것입니다.

제트 추진 원리의 물리적 기초

먼저 가장 간단한 경험부터 살펴보겠습니다. 고무공을 부풀려보자그리고 멈추지 않고 자유롭게 날아가게 해드립니다. 공에서 흘러나오는 공기의 흐름이 충분히 강한 한 공의 빠른 움직임은 계속됩니다.

이 실험의 결과를 설명하려면 다음과 같은 제3법칙을 적용해야 합니다. 두 물체는 크기가 같고 방향이 반대인 힘과 상호 작용합니다.결과적으로, 공이 빠져나가는 공기 제트에 작용하는 힘은 공기가 공을 자신으로부터 밀어내는 힘과 같습니다.

이러한 주장을 로켓으로 옮겨 보겠습니다. 이러한 장치는 엄청난 속도로 질량의 일부를 방출하며 그 결과 자체적으로 반대 방향으로 가속을 받습니다.

물리학적인 관점에서 보면 이는 이 과정은 운동량 보존의 법칙으로 명확하게 설명됩니다.운동량은 물체의 질량과 속도(mv)의 곱입니다. 로켓이 정지해 있는 동안 속도와 운동량은 0입니다. 제트 기류가 방출되면 운동량 보존 법칙에 따라 나머지 부분은 총 운동량이 여전히 0이 되는 속도를 획득해야 합니다.

공식을 살펴 보겠습니다.

m g v g + m r v r =0;

m g v g =- m r v r,

어디 m g v g가스 제트에 의해 생성된 충격, m p v p 로켓이 받은 충격.

빼기 기호는 로켓의 이동 방향과 제트기류의 이동 방향이 반대임을 나타냅니다.

제트 엔진의 설계 및 작동 원리

기술적으로 제트 엔진은 비행기, 로켓을 추진하고 우주선을 궤도에 진입시킵니다. 목적에 따라 장치가 다릅니다. 그러나 각각에는 연료 공급 장치, 연소실 및 제트 기류를 가속화하는 노즐이 있습니다.

행성 간 자동 스테이션에는 우주비행사를 위한 생명 유지 시스템을 갖춘 계기실과 객실도 갖춰져 있습니다.

현대의 우주 로켓이들은 복잡한 다단계 항공기입니다. 최신 성과공학적 생각. 발사 후, 하부 단계의 연료가 먼저 연소된 후 로켓에서 분리되어 총 질량이 감소하고 속도가 증가합니다.

그런 다음 두 번째 단계 등에서 연료가 소비됩니다. 마지막으로 항공기는 지정된 궤도로 발사되어 독립적인 비행을 시작합니다.

꿈을 좀 꾸자

위대한 몽상가이자 과학자인 K. E. 치올콥스키(K. E. Tsiolkovsky)는 제트 엔진을 통해 인류가 지구 대기권을 넘어 우주로 돌진할 수 있다는 확신을 미래 세대에게 심어주었습니다. 그의 예측이 이루어졌습니다. 달과 먼 혜성까지도 우주선으로 성공적으로 탐사했습니다.

액체 제트 엔진은 우주 비행에 사용됩니다. 석유 제품을 연료로 사용하지만, 그 도움으로 달성할 수 있는 속도는 매우 긴 비행에는 충분하지 않습니다.

아마도 사랑하는 독자 여러분은 핵, 열핵 또는 이온 제트 엔진을 갖춘 장치를 타고 지구인이 다른 은하계로 비행하는 것을 목격하게 될 것입니다.

이 메시지가 당신에게 도움이 되었다면 만나서 반갑습니다.

이를 통한 반응성과 움직임은 자연계에서 상당히 널리 퍼져 있는 현상입니다. 글쎄, 과학자들과 발명가들은 그것을 "감시"하고 기술 개발에 사용했습니다. 예는 어디에서나 볼 수 있습니다. 종종 우리 자신은 이 현상의 도움으로 이것 또는 저 물체(살아있는 존재, 기술적 메커니즘)가 움직인다는 사실에 주의를 기울이지 않습니다.

제트 추진이란 무엇입니까?

살아있는 자연에서 반응성은 특정 속도로 신체에서 입자가 분리되는 경우 발생할 수 있는 움직임입니다. 기술에서는 동일한 원리, 즉 충동 보존 법칙이 사용됩니다. 장비의 제트 추진의 예: 쉘로 구성된 로켓(엔진, 제어 장치, 사용 가능한 영역화물 이동용) 및 산화제가 포함된 연료를 사용하면 연료가 연소되어 강력한 제트기의 노즐을 통해 폭발하는 가스로 바뀌어 전체 구조 속도를 반대 방향으로 제공합니다.

자연에서의 제트 추진의 예

꽤 많은 생물이 이 운동 원리를 사용합니다. 가리비, 오징어, 문어, 오징어 등 일부 잠자리, 해파리, 연체 동물 종의 유충의 특징입니다. 그리고 식물계(지구의 식물상)에는 이 현상을 수정에 이용하는 종도 있습니다.

"오이 물총"

Flora는 제트 추진의 예를 제공합니다. 단지 모습이상한 별명을 가진 이 식물은 우리가 흔히 알고 있는 오이와 비슷합니다. 그리고 씨앗을 퍼뜨리는 특이한 방법 때문에 "미친"이라는 별명을 얻었습니다. 익으면 식물의 열매가 줄기에서 튀어 나옵니다. 이는 오이가 반응성을 이용한 번식에 적합한 씨앗이 포함된 액체를 쏘아내는 구멍을 만듭니다. 그리고 과일 자체는 발사 반대 방향으로 최대 12m까지 날아갈 수 있습니다.

오징어는 어떻게 움직일까요?

제트 추진의 예는 동물군에서 꽤 널리 나타납니다. 오징어는 몸의 앞부분에 특별한 깔때기가 있는 두족류입니다. 그것을 통해 (그리고 추가 측면 슬릿을 통해) 물이 동물의 몸, 아가미 구멍으로 들어갑니다. 그런 다음 액체는 깔때기를 통해 급격히 배출되고 오징어는 특수 튜브를 옆이나 뒤로 향하게 할 수 있습니다. 결과적인 역방향 힘은 다양한 방향으로의 움직임을 제공합니다.

살파

이 동물들은 튜니케이트과에 속합니다 - 생생한 예자연의 제트 추진. 그들은 작은 크기의 반투명 원통형 몸체를 가지고 있으며 세계 해양의 표층수에 살고 있습니다. 움직일 때 동물은 몸 앞쪽에 있는 구멍을 통해 물을 끌어옵니다. 액체는 아가미가 대각선으로 위치한 몸의 넓은 구멍에 배치됩니다. 살파는 물을 한 모금 마시고 동시에 구멍이 단단히 닫히고 신체의 근육 (가로 및 세로)이 수축됩니다. 그 결과 살파의 몸체 전체가 수축하게 되고, 물은 뒷구멍으로 급격히 밀려나오게 된다. 따라서 수액은 물 요소에서의 움직임에 반응성의 원리를 사용합니다.

해파리, 연체동물, 플랑크톤

바다에는 아직도 비슷한 방식으로 이동하는 주민들이 있습니다. 누구나 한 번쯤은 해안가에서 휴식을 취하면서 물 속의 누군가를 만났을 것이다. 다른 종류해파리 그러나 그들은 또한 반응성을 이용하여 움직입니다. 바다 플랑크톤, 더 정확하게는 그것의 일부와 가리비-모두 이렇게 움직입니다.

몸체의 제트 운동의 예. 오징어

오징어는 독특한 신체 구조를 가지고 있습니다. 실제로 그 구조에는 효율성이 뛰어난 강력한 제트 엔진이 포함되어 있습니다. 바다와 바다의 동물상을 대표하는 이 동물은 때때로 깊은 곳에 살고 엄청난 크기에 이릅니다. 심지어 동물의 몸도 그 모양이 로켓과 비슷합니다. 보다 정확하게는 과학자들이 발명한 이 현대식 로켓은 자연이 만들어낸 오징어의 형태를 모방한 것입니다. 또한 수중 환경에서의 여유로운 움직임을 위해 핀을 사용하지만 저크가 필요한 경우 반응성의 원리!

자연의 제트 추진력에 대한 예를 들어 달라는 요청을 받으면 우선 이 연체동물에 대해 이야기할 수 있습니다. 근육질의 맨틀은 몸에 있는 구멍을 둘러싸고 있습니다. 물은 외부에서 흡입된 다음 좁은 노즐(로켓을 연상케 함)을 통해 매우 날카롭게 배출됩니다. 결과: 오징어가 반대 방향으로 급격하게 움직입니다. 이 기능을 사용하면 동물이 상당히 빠른 속도로 움직여 먹이를 추월하거나 추격에서 벗어날 수 있습니다. 이 선박은 잘 갖춰진 현대식 선박에 버금가는 속도(최대 시속 70km)에 도달할 수 있습니다. 그리고 이 현상을 자세히 연구하는 일부 과학자들은 시속 150km에 도달하는 속도에 대해 이야기합니다! 또한, 바다를 대표하는 이 동물은 다발로 접힌 촉수로 인해 기동성이 좋고 올바른 방향으로 움직일 때 구부러집니다.

완전한:
학생
그룹 1-121
오쿠네바 알레나
확인됨:
P.L.비네아미노브나

페레보즈 시
2011년
콘텐츠:

소개: 제트 추진이란 무엇입니까? ..............................................................................................3
운동량 보존의 법칙................................................................................................4
제트추진을 자연에 응용한 .........................................5
제트추진 기술의 응용 ..............................................................6
제트 추진체 “대륙간 미사일”………………………7
제트 엔진 작동의 물리적 기초..................... .................... 8
제트 엔진의 분류 및 용도 특징 ......................................................................................................9
항공기 설계 및 제작의 특징…..…10
결론..........................................................................................................................11
참고문헌 목록..........................................................................................................12

"제트 추진"
반동 운동은 특정 속도에서 신체의 일부가 분리되어 발생하는 신체의 움직임입니다. 제트 운동은 운동량 보존 법칙을 바탕으로 설명됩니다.
현재 비행기, 로켓 및 우주선에 사용되는 제트 추진 장치는 문어, 오징어, 오징어, 해파리의 특징입니다. 모두 예외 없이 수영을 위해 방출되는 물줄기의 반응(반동)을 사용합니다.
제트 추진의 예는 식물 세계에서도 찾을 수 있습니다.
남부 국가에는 "미친 오이"라는 식물이 자랍니다. 오이처럼 잘 익은 과일을 가볍게 건드리면 줄기에서 튀어오르고, 그 구멍을 통해 씨앗이 담긴 액체가 최대 10m/s의 속도로 분수처럼 과일 밖으로 날아갑니다.

오이 자체는 반대 방향으로 날아갑니다. 미친 오이(또는 "여성용 권총"이라고도 함)는 12m가 넘는 거리에서 발사됩니다.

"운동량 보존의 법칙"
닫힌 시스템에서 시스템에 포함된 모든 몸체의 충격의 벡터 합은 이 시스템의 몸체가 서로 상호 작용할 때 일정하게 유지됩니다.
이러한 자연의 기본법칙을 운동량 보존의 법칙이라고 합니다. 이는 뉴턴의 제2법칙과 제3법칙의 결과입니다. 닫힌 시스템의 일부인 두 개의 상호 작용하는 몸체를 고려해 보겠습니다.
우리는 뉴턴의 제3법칙에 따라 이들 물체 사이의 상호 작용력을 나타냅니다. 이 물체가 시간 t 동안 상호 작용하는 경우 상호 작용 힘의 충격은 크기가 동일하고 반대 방향으로 향합니다. 이 물체에 뉴턴의 제2법칙을 적용해 보겠습니다. :

"자연에서의 제트추진 응용"
제트 추진은 문어, 오징어, 오징어 등 많은 연체동물이 사용합니다. 예를 들어, 바다 가리비 연체 동물은 밸브가 급격히 압축되는 동안 껍질에서 튀어 나온 물줄기의 반력으로 인해 앞으로 움직입니다.

문어
대부분의 두족류와 마찬가지로 오징어는 다음과 같은 방식으로 물 속에서 움직입니다. 그녀는 측면 슬릿과 몸 앞의 특수 깔때기를 통해 물을 아가미 구멍으로 가져온 다음 깔때기를 통해 힘차게 물줄기를 뿜어냅니다. 오징어는 깔때기 관을 옆이나 뒤로 향하게 하고 빠르게 물을 짜내며 다른 방향으로 움직일 수 있습니다.
살파는 몸이 투명한 해양동물로 움직일 때 앞쪽 구멍을 통해 물을 받아 물이 넓은 구멍으로 들어가고 그 안에 아가미가 대각선으로 뻗어 있다. 동물이 물을 많이 마시면 ​​구멍이 닫힙니다. 그런 다음 수액의 종근과 횡근이 수축하고 몸 전체가 수축하며 물이 뒤쪽 구멍을 통해 밀려 나옵니다. 탈출하는 제트기의 반응으로 살파가 앞으로 밀려납니다. 오징어의 제트 엔진이 가장 흥미롭습니다. 오징어는 심해에 서식하는 가장 큰 무척추동물입니다. 오징어는 제트기 항해에서 가장 높은 완성도를 달성했습니다. 몸의 외형도 로켓을 모방하고 있다. 운동량 보존 법칙을 알면 열린 공간에서 자신의 이동 속도를 변경할 수 있습니다. 당신이 배 안에 있고 무거운 돌이 여러 개 있다면 특정 방향으로 돌을 던지면 반대 방향으로 이동하게 됩니다. 우주에서도 똑같은 일이 일어날 것이지만 그곳에서는 이를 위해 제트 엔진을 사용합니다.

"제트추진 기술의 응용"
서기 1천년 말에 중국은 로켓에 동력을 공급하는 제트 추진 장치를 발명했습니다. 화약으로 가득 찬 대나무 튜브는 재미로도 사용되었습니다. 최초의 자동차 프로젝트 중 하나는 제트 엔진을 사용하는 것이었고 이 프로젝트는 Newton의 소유였습니다.
인간 비행을 목적으로 한 세계 최초의 제트기 프로젝트의 저자는 러시아 혁명가 N.I였습니다. 키발 치치. 그는 1881년 4월 3일 알렉산드르 2세 암살 시도에 가담했다는 이유로 처형당했다. 그는 사형을 선고받은 후 감옥에서 자신의 프로젝트를 개발했습니다. Kibalchich는 다음과 같이 썼습니다. “저는 죽기 며칠 전에 감옥에 있는 동안 이 프로젝트를 쓰고 있습니다. 나는 내 생각의 실현 가능성을 믿으며, 이 믿음이 나의 끔찍한 상황에서 나를 뒷받침해 줍니다... 나는 내 생각이 나와 함께 죽지 않을 것임을 알기에 침착하게 죽음을 맞이할 것입니다.”
우주 비행에 로켓을 사용한다는 아이디어는 러시아 과학자 Konstantin Eduardovich Tsiolkovsky가 금세기 초에 제안했습니다. 1903년에 칼루가 체육관 교사 K.E.의 기사가 인쇄되었습니다. Tsiolkovsky "반응 도구를 사용한 세계 공간 탐험." 이 연구에는 우주 비행에 대한 가장 중요한 수학 방정식이 포함되어 있으며, 현재는 "치올코프스키 공식"으로 알려져 있으며, 이는 가변 질량 몸체의 운동을 설명합니다. 이어 액체연료 로켓엔진 설계를 개발하고 다단 로켓 설계를 제안하며 저궤도에 우주도시 전체를 건설할 수 있다는 아이디어를 표현했다. 그는 중력을 극복할 수 있는 유일한 장치는 로켓이라는 것을 보여주었습니다. 장치 자체에 있는 연료와 산화제를 사용하는 제트 엔진이 장착된 장치입니다. 소련의 로켓은 최초로 달에 도달하고, 달 주위를 돌며 지구에서 보이지 않는 달의 측면을 촬영했으며, 금성에 최초로 도달하여 과학 장비를 달 표면에 전달했습니다. 1986년에 두 대의 소련 우주선 베가 1호와 베가 2호가 76년에 한 번씩 태양에 접근하는 핼리 혜성을 면밀히 조사했습니다.

제트추진장치 '대륙간 미사일'
인류는 항상 우주여행을 꿈꿔왔습니다. SF 작가, 과학자, 몽상가 등 작가들은 이 목표를 달성하기 위한 다양한 수단을 제안했습니다. 그러나 수세기 동안 단 한 명의 과학자나 SF 작가도 중력을 극복하고 우주로 날아갈 수 있는 유일한 수단을 발명할 수 없었습니다. K. E. Tsiolkovsky는 우주 비행 이론의 창시자입니다.
처음으로 많은 사람들의 꿈과 열망이 러시아 과학자 Konstantin Eduardovich Tsiolkovsky(1857-1935)에 의해 현실에 가까워졌습니다. 그는 중력을 극복할 수 있는 유일한 장치는 로켓뿐임을 처음으로 보여주었습니다. 우주, 지구 대기권을 넘어 다른 행성으로의 비행에 로켓을 사용할 가능성에 대한 과학적 증거 태양계. Tsoilkovsky는 로켓을 연료와 산화제를 사용하는 제트 엔진이 장착된 장치라고 불렀습니다.
물리학 과정에서 알 수 있듯이 총을 쏘면 반동이 동반됩니다. 뉴턴의 법칙에 따르면 총알과 총은 질량이 같더라도 같은 속도로 서로 다른 방향으로 날아갑니다. 분출된 가스 질량은 반응력을 생성하여 공기와 공기가 없는 공간 모두에서 움직임이 보장되어 반동이 발생합니다. 우리 어깨가 느끼는 반동력이 클수록 탈출하는 가스의 질량과 속도가 커지므로 총의 반력이 강할수록 반력도 커집니다. 이러한 현상은 운동량 보존 법칙으로 설명됩니다.
닫힌 시스템을 구성하는 신체 충격의 벡터(기하학적) 합은 시스템 신체의 모든 움직임과 상호 작용에 대해 일정하게 유지됩니다.
제시된 Tsiolkovsky 공식은 현대 미사일의 전체 계산의 기초가 됩니다. Tsiolkovsky 수는 엔진 작동이 끝날 때 연료 질량과 로켓 질량의 비율, 즉 빈 로켓의 무게입니다.
따라서 우리는 로켓의 달성 가능한 최대 속도가 주로 노즐에서 나오는 가스 흐름 속도에 달려 있음을 발견했습니다. 그리고 노즐 가스의 유량은 연료 유형과 가스 제트 온도에 따라 달라집니다. 즉, 온도가 높을수록 속도가 빨라집니다. 그런 다음 실제 로켓의 경우 가장 많은 양의 열을 생성하는 가장 높은 칼로리의 연료를 선택해야 합니다. 이 공식은 무엇보다도 로켓의 속도가 로켓의 초기 질량과 최종 질량, 무게의 어느 부분이 연료인지, 그리고 어느 부분이 쓸모없는지(비행 속도의 관점에서)에 따라 달라진다는 것을 보여줍니다. 구조: 신체, 메커니즘 등 d.
우주 로켓의 속도를 결정하기 위한 이 치올코프스키 공식의 주요 결론은 공기가 없는 공간에서 로켓의 속도가 빨라지고, 가스 유출 속도도 빨라지며, 더 큰 숫자 Tsiolkovsky.

"제트엔진 작동의 물리적 기초"
다양한 유형의 최신 강력한 제트 엔진은 직접 반응의 원리를 기반으로 합니다. 엔진에서 흐르는 "작동 물질" 흐름(보통 뜨거운 가스)의 반응(반동) 형태로 추진력(또는 추력)을 생성하는 원리. 모든 엔진에는 두 가지 에너지 변환 과정이 있습니다. 먼저, 연료의 화학적 에너지는 연소 생성물의 열에너지로 변환되고, 그 열에너지는 기계적 일을 수행하는 데 사용됩니다. 이러한 엔진에는 자동차의 피스톤 엔진, 디젤 기관차, 발전소의 증기 및 가스 터빈 등이 포함됩니다. 큰 열에너지를 포함하는 뜨거운 가스가 열기관에서 생성된 후 이 에너지는 기계적 에너지로 변환되어야 합니다. 결국, 엔진은 발전소, 디젤 기관차, 자동차 또는 자동차의 도면을 보충해 달라고 요청하는 경우 발전기이든 상관없이 기계적 작업을 수행하고 무언가를 "이동"하고 실행에 옮기는 역할을 합니다. 비행기. 가스의 열에너지가 기계적 에너지로 변환되기 위해서는 부피가 증가해야 합니다. 이러한 팽창으로 인해 가스는 내부 및 열 에너지를 소비하는 작업을 수행합니다.
제트 노즐은 모양이 다를 수 있으며, 또한 엔진 유형에 따라 디자인도 다릅니다. 가장 중요한 것은 가스가 엔진에서 흘러 나오는 속도입니다. 이 유출 속도가 유출 가스에서 음파가 전파되는 속도를 초과하지 않는 경우 노즐은 단순한 원통형 또는 테이퍼진 파이프 섹션입니다. 유출 속도가 음속을 초과해야 하는 경우 노즐은 확장 파이프 모양이거나 먼저 좁아진 다음 확장됩니다(Lavl 노즐). 이론과 경험에서 알 수 있듯이 이러한 모양의 파이프에서만 가스가 초음속으로 가속되어 "음속 장벽"을 통과할 수 있습니다.

"제트 엔진의 분류 및 사용 특징"
그러나 직접 반응의 원리인 이 강력한 줄기는 제트 엔진 계열의 "가계도"의 거대한 왕관을 탄생시켰습니다. 왕관의 주요 가지에 대해 알아보고 직접 반응의 "트렁크"를 장식합니다. 곧 사진(아래 참조)에서 볼 수 있듯이 이 줄기는 마치 번개에 의해 갈라진 것처럼 두 부분으로 나누어집니다. 두 개의 새로운 트렁크 모두 강력한 왕관으로 똑같이 장식되어 있습니다. 이러한 구분은 모든 "화학" 제트 엔진이 주변 공기를 사용하여 작동하는지 여부에 따라 두 가지 등급으로 분류되기 때문에 발생했습니다.
다른 유형의 비압축기 엔진인 직접 흐름에는 이 밸브 그리드조차 없고 고속 압력으로 인해 연소실의 압력이 증가합니다. 비행 중에 엔진으로 들어오는 다가오는 공기 흐름을 제동합니다. 이러한 엔진은 항공기가 이미 충분히 빠른 속도로 비행하고 있을 때만 작동할 수 있으며, 주차 시에는 추력이 발생하지 않습니다. 그러나 음속의 4~5배에 해당하는 매우 빠른 속도에서 램제트 엔진은 매우 높은 추력을 발휘하며 이러한 조건에서 다른 "화학" 제트 엔진보다 연료를 덜 소비합니다. 이것이 램제트 엔진의 이유입니다.
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