Abstraktni reaktivni pogon. Zanimive informacije o reaktivnem pogonu

OPRAVIL SEM DELO:

DIJAK 10 KL

SADOV DMITRIJ

Reaktivni pogon- gibanje, ki nastane, ko se katerikoli del loči od telesa z določeno hitrostjo.

Reaktivna sila se pojavi brez kakršne koli interakcije z zunanjimi telesi.

Uporaba reaktivnega pogona v tehnologiji

Zamisel o uporabi raket za vesoljske polete je v začetku tega stoletja predlagal ruski znanstvenik Konstantin Eduardovič Ciolkovski. Leta 1903 se je v tisku pojavil članek učitelja gimnazije v Kalugi "Raziskovanje svetovnih prostorov z uporabo reaktivnih instrumentov". To delo je vsebovalo najpomembnejšo matematično enačbo za astronavtiko, zdaj znano kot »formula Ciolkovskega«, ki je opisovala gibanje telesa s spremenljivo maso. Kasneje je razvil zasnovo raketnega motorja na tekoče gorivo, predlagal večstopenjsko zasnovo rakete in izrazil idejo o možnosti ustvarjanja celih vesoljskih mest v nizki zemeljski orbiti. Pokazal je, da je edina naprava, ki je sposobna premagati gravitacijo, raketa, torej naprava z reaktivnim motorjem, ki uporablja gorivo in oksidant, ki se nahaja na sami napravi.

Reaktivni motor je motor, ki pretvarja kemično energijo goriva v kinetično energijo plinskega curka, medtem ko motor pridobiva hitrost v nasprotni smeri.

Zamisel so uresničili sovjetski znanstveniki pod vodstvom akademika Sergeja Pavloviča Koroljeva. V Sovjetski zvezi so 4. oktobra 1957 z raketo izstrelili prvi umetni Zemljin satelit v zgodovini.

Načelo reaktivnega pogona se pogosto uporablja praktično uporabo v letalstvu in astronavtiki. V vesolju ni medija, s katerim bi telo vplivalo in s tem spreminjalo smer in velikost svoje hitrosti, zato se lahko za polete v vesolje uporabljajo le reaktivna letala, torej rakete.

Raketna naprava

Gibanje rakete temelji na zakonu o ohranitvi gibalne količine. Če v določenem trenutku katerokoli telo vržemo stran od rakete, bo dobilo enak impulz, vendar usmerjen v nasprotno smer.

DIV_ADBLOCK301">

Najmasivnejši del rakete, namenjen izstrelitvi in ​​pospeševanju celotne rakete, imenujemo prva stopnja. Ko prva masivna stopnja večstopenjske rakete med pospeševanjem izčrpa vse zaloge goriva, se loči. Nadaljnje pospeševanje nadaljuje druga, manj masivna stopnja, ki doda hitrosti, doseženi s prvo stopnjo, še nekaj več in se nato loči. Tretja stopnja še naprej povečuje hitrost do zahtevane vrednosti in prenaša tovor v orbito.

Uporaba reaktivnega pogona v naravi

Reaktivni pogon uporabljajo številni mehkužci - hobotnice, lignji, sipe. Na primer, mehkužec morske pokrovače se premika naprej zaradi reaktivne sile toka vode, ki se vrže iz lupine med ostrim stiskanjem njegovih ventilov.

Hobotnica

Sipe

Meduze

Sipe se, tako kot večina glavonožcev, v vodi premikajo na naslednji način. Skozi stransko režo in poseben lijak pred telesom zajema vodo v škržno votlino, nato pa skozi lijak energično vrže ven curek vode. Sipa usmeri cev lijaka na stran ali nazaj in se lahko, ko hitro iztisne vodo iz nje, premika v različnih smereh.

Najbolj zanimiv je reaktivni motor lignjev. Lignji so največji nevretenčarji, prebivalci oceanskih globin. Lignji so dosegli najvišjo popolnost v reaktivni navigaciji. Tudi njihovo telo s svojimi zunanjimi oblikami posnema raketo (ali bolje rečeno, raketa posnema lignje, saj ima pri tem nesporno prednost). Pri počasnem premikanju lignji uporabljajo veliko plavut v obliki diamanta, ki se občasno upogne. Za hitro metanje uporablja reaktivni motor. Mišice- plašč obdaja telo mehkužca z vseh strani, prostornina njegove votline je skoraj polovica prostornine telesa lignja. Žival sesa vodo v votlino plašča, nato pa skozi ozko šobo ostro vrže tok vode in se z visokimi hitrostmi premika nazaj. Hkrati se vseh deset lovk lignja zbere v vozel nad glavo in dobi poenostavljeno obliko. Šoba je opremljena s posebnim ventilom, mišice pa jo lahko vrtijo in spreminjajo smer gibanja. Squid motor je zelo varčen, zmore doseči hitrosti do 60 - 70 km/h. (Nekateri raziskovalci menijo, da tudi do 150 km/h!) Nič čudnega, da lignje imenujejo »živi torpedo«. Z upogibanjem snopov lovk v desno, levo, navzgor ali navzdol se lignji obračajo v eno ali drugo smer.

Jet gibanje najdemo tudi v rastlinskem svetu. Na primer, zorjeno sadje " nora kumara»Z najlažjim dotikom se odbijejo od peclja, iz nastale luknje pa s silo vrže lepljivo tekočino s semeni. Kumara sama odleti v nasprotni smeri do 12 m.

Če poznate zakon o ohranitvi gibalne količine, lahko spremenite svojo hitrost gibanja v odprtem prostoru. Če ste v čolnu in imate več težkih kamnov, vas bo metanje kamnov v določeno smer premaknilo v nasprotno smer. Enako se bo zgodilo v vesolju, vendar tam za to uporabljajo reaktivne motorje.

Vsi vedo, da strel iz pištole spremlja odboj. Če bi bila teža naboja enaka teži pištole, bi z enako hitrostjo odleteli narazen. Odboj se pojavi, ker izpuščena masa plinov ustvari reaktivno silo, zahvaljujoč kateri je mogoče zagotoviti gibanje tako v zračnem kot v brezzračnem prostoru. In večja ko je masa in hitrost tekočih plinov, večjo odbojno silo čuti naša rama, močnejša je reakcija pištole, večja je reaktivna sila.

Reaktivni pogon v naravi in ​​tehniki

POVZETEK O FIZIKI

Reaktivni pogon- gibanje, ki nastane, ko se katerikoli del loči od telesa z določeno hitrostjo.

Reaktivna sila se pojavi brez kakršne koli interakcije z zunanjimi telesi.

Uporaba reaktivnega pogona v naravi

Marsikdo izmed nas se je v življenju med plavanjem v morju srečal z meduzami. Vsekakor jih je v Črnem morju dovolj. Malokdo pa je pomislil, da meduze za premikanje uporabljajo tudi reaktivni pogon. Poleg tega se tako premikajo ličinke kačjih pastirjev in nekatere vrste morskega planktona. In pogosto je učinkovitost morskih nevretenčarjev pri uporabi reaktivnega pogona veliko večja kot pri tehnoloških izumih.

Reaktivni pogon uporabljajo številni mehkužci - hobotnice, lignji, sipe. Na primer, mehkužec morske pokrovače se premika naprej zaradi reaktivne sile toka vode, ki se vrže iz lupine med ostrim stiskanjem njegovih ventilov.

Hobotnica

Sipe

Sipe se, tako kot večina glavonožcev, v vodi premikajo na naslednji način. Skozi stransko režo in poseben lijak pred telesom zajema vodo v škržno votlino, nato pa skozi lijak energično vrže ven curek vode. Sipa usmeri cev lijaka na stran ali nazaj in se lahko, ko hitro iztisne vodo iz nje, premika v različnih smereh.

Salpa je morska žival s prozornim telesom; pri gibanju sprejema vodo skozi sprednjo odprtino, voda pa vstopa v široko votlino, znotraj katere so škrge raztegnjene diagonalno. Takoj ko žival naredi velik požirek vode, se luknja zapre. Nato se skrčijo vzdolžne in prečne mišice salpe, skrči se celotno telo in voda se izrine skozi zadnjo odprtino. Reakcija uhajajočega curka potisne salpo naprej.

Najbolj zanimiv je reaktivni motor lignjev. Lignji so največji nevretenčarji, prebivalci oceanskih globin. Lignji so dosegli najvišjo popolnost v reaktivni navigaciji. Tudi njihovo telo s svojimi zunanjimi oblikami posnema raketo (ali bolje rečeno, raketa posnema lignje, saj ima pri tem nesporno prednost). Pri počasnem premikanju lignji uporabljajo veliko plavut v obliki diamanta, ki se občasno upogne. Za hitro metanje uporablja reaktivni motor. Mišično tkivo - plašč obdaja telo mehkužca z vseh strani; prostornina njegove votline je skoraj polovica volumna telesa lignja. Žival sesa vodo v votlino plašča, nato pa skozi ozko šobo ostro vrže tok vode in se z visokimi hitrostmi premika nazaj. Hkrati se vseh deset lovk lignja zbere v vozel nad glavo in dobi poenostavljeno obliko. Šoba je opremljena s posebnim ventilom, mišice pa jo lahko vrtijo in spreminjajo smer gibanja. Squid motor je zelo varčen, zmore doseči hitrosti do 60 - 70 km/h. (Nekateri raziskovalci menijo, da tudi do 150 km/h!) Nič čudnega, da lignje imenujejo »živi torpedo«. Z upogibanjem snopov lovk v desno, levo, navzgor ali navzdol se lignji obračajo v eno ali drugo smer. Ker ima tak volan v primerjavi s samo živaljo zelo velike velikosti, potem zadostuje njegov rahel premik, da se lignji tudi pri polni hitrosti zlahka izognejo trčenju z oviro. Japonke volan - in plavalec hiti v nasprotno smer. Tako je upognil konec lijaka nazaj in zdaj drsi z glavo naprej. Nagnil ga je v desno - in sunek curka ga je vrgel v levo. Toda ko je treba hitro plavati, lijak vedno štrli prav med lovkami in lignji hitijo z repom najprej, tako kot bi tekel rak - hitri sprehajalec, obdarjen z okretnostjo dirkača.

Če ni treba hiteti, lignji in sipe plavajo z valovitimi plavutmi - miniaturni valovi tečejo po njih od spredaj nazaj, žival pa graciozno drsi, občasno pa se potisne tudi s curkom vode, ki jo vrže izpod plašča. Potem so jasno vidni posamezni udarci, ki jih mehkužec prejme v trenutku izbruha vodnih curkov. Nekateri glavonožci lahko dosežejo hitrost do petinpetdeset kilometrov na uro. Zdi se, da nihče ni opravil neposrednih meritev, vendar je to mogoče oceniti po hitrosti in razponu letenja letečih lignjev. In izkazalo se je, da imajo hobotnice v svoji družini takšne talente! Najboljši pilot med mehkužci je lignji Stenoteuthis. Angleški mornarji ga imenujejo leteči lignji ("leteči lignji"). To je majhna žival velikosti sleda. Ribe lovi s tako hitrostjo, da pogosto skoči iz vode in se kot puščica spušča po njeni gladini. K temu triku se zateče, da bi si rešil življenje pred plenilci – tuno in skušo. Ko v vodi razvije največji potisk curka, se lignji pilot dvigne v zrak in leti nad valovi več kot petdeset metrov. Vrhunec poleta žive rakete je tako visoko nad vodo, da leteči lignji pogosto končajo na palubah oceanskih ladij. Štiri do pet metrov ni rekordna višina, do katere se lignji dvigajo v nebo. Včasih poletijo še višje.

Angleški raziskovalec mehkužcev dr. Rees je v znanstvenem članku opisal lignja (dolgega le 16 centimetrov), ki je, ko je preletel precejšnjo razdaljo po zraku, padel na most jahte, ki se je dvignila skoraj sedem metrov nad vodo.

Zgodi se, da na ladjo v penečem slapu pade veliko letečih lignjev. Starodavni pisec Trebius Niger je nekoč povedal žalostno zgodbo o ladji, ki naj bi se potopila pod težo letečih lignjev, ki so padli na njeno palubo. Lignji lahko vzletijo brez pospeševanja.

Hobotnice lahko tudi letijo. Francoski naravoslovec Jean Verani je videl, kako se je navadna hobotnica pospešila v akvariju in nenadoma skočila iz vode nazaj. Ko je v zraku opisal približno pet metrov dolg lok, je skočil nazaj v akvarij. Ko je pospešila skok, se je hobotnica premaknila ne le zaradi potiska curka, ampak je tudi veslala s svojimi lovkami.
Vrečaste hobotnice seveda plavajo slabše od lignjev, vendar lahko v kritičnih trenutkih pokažejo rekordni razred za najboljše šprinterje. Osebje kalifornijskega akvarija je poskušalo fotografirati hobotnico, ki je napadla raka. Hobotnica se je na svoj plen pognala s tako hitrostjo, da je bila na filmu, tudi pri najvišjih hitrostih, vedno prisotna maščoba. To pomeni, da je met trajal stotinke sekunde! Značilno je, da hobotnice plavajo relativno počasi. Joseph Seinl, ki je proučeval selitve hobotnic, je izračunal: pol metra velika hobotnica plava v morju z Povprečna hitrost približno petnajst kilometrov na uro. Vsak vodni curek, vržen iz lijaka, jo potisne naprej (ali bolje rečeno nazaj, saj hobotnica plava nazaj) dva do dva metra in pol.

Jet gibanje najdemo tudi v rastlinskem svetu. Na primer, zreli plodovi "nore kumare" se z najmanjšim dotikom odbijejo od peclja in iz nastale luknje se močno vrže lepljiva tekočina s semeni. Kumara sama odleti v nasprotni smeri do 12 m.

Če poznate zakon o ohranitvi gibalne količine, lahko spremenite svojo hitrost gibanja v odprtem prostoru. Če ste v čolnu in imate več težkih kamnov, vas bo metanje kamnov v določeno smer premaknilo v nasprotno smer. Enako se bo zgodilo v vesolju, vendar tam za to uporabljajo reaktivne motorje.

Vsi vedo, da strel iz pištole spremlja odboj. Če bi bila teža naboja enaka teži pištole, bi z enako hitrostjo odleteli narazen. Odboj se pojavi, ker izpuščena masa plinov ustvari reaktivno silo, zahvaljujoč kateri je mogoče zagotoviti gibanje tako v zračnem kot v brezzračnem prostoru. In večja ko je masa in hitrost tekočih plinov, večjo odbojno silo čuti naša rama, močnejša je reakcija pištole, večja je reaktivna sila.

Uporaba reaktivnega pogona v tehnologiji

Dolga stoletja je človeštvo sanjalo o vesoljskih poletih. Največ so ponudili pisci znanstvene fantastike drugačna sredstva za dosego tega cilja. V 17. stoletju se je pojavila zgodba francoskega pisatelja Cyrana de Bergeraca o poletu na Luno. Junak te zgodbe je do Lune prišel v železnem vozičku, po katerem se je nenehno premetaval močan magnet. Ko ga je pritegnil, se je voziček dvigal vse višje in višje nad Zemljo, dokler ni dosegel Lune. In baron Munchausen je rekel, da se je na luno povzpel po steblu fižola.

Kitajska je ob koncu prvega tisočletja našega štetja izumila reaktivni pogon, ki je poganjal rakete – bambusove cevi, napolnjene s smodnikom, uporabljali so jih tudi za zabavo. Eden prvih avtomobilskih projektov je bil tudi z reaktivnim motorjem in ta projekt je pripadal Newtonu

Avtor prvega svetovnega projekta reaktivnega letala, namenjenega človeškemu letenju, je bil ruski revolucionar N.I. Kibalčič. Usmrčen je bil 3. aprila 1881 zaradi sodelovanja pri poskusu atentata na cesarja Aleksandra II. Svoj projekt je razvil v zaporu, potem ko je bil obsojen na smrt. Kibalchich je zapisal: »V zaporu, nekaj dni pred smrtjo, pišem ta projekt. Verjamem v izvedljivost svoje zamisli in ta vera me podpira v moji strašni situaciji ... Mirno se bom soočil s smrtjo, vedoč, da moja ideja ne bo umrla z menoj.«

Zamisel o uporabi raket za vesoljske polete je v začetku tega stoletja predlagal ruski znanstvenik Konstantin Eduardovič Ciolkovski. Leta 1903 se je v tisku pojavil članek učitelja gimnazije Kaluga K.E. Tsiolkovsky "Raziskovanje svetovnih prostorov z uporabo reaktivnih instrumentov." To delo je vsebovalo najpomembnejšo matematično enačbo za astronavtiko, zdaj znano kot »formula Ciolkovskega«, ki je opisovala gibanje telesa s spremenljivo maso. Kasneje je razvil zasnovo raketnega motorja na tekoče gorivo, predlagal večstopenjsko zasnovo rakete in izrazil idejo o možnosti ustvarjanja celih vesoljskih mest v nizki zemeljski orbiti. Pokazal je, da je edina naprava, ki je sposobna premagati gravitacijo, raketa, tj. naprava z reaktivnim motorjem, ki uporablja gorivo in oksidant, ki se nahaja na sami napravi.

Večtonski se dvigajo v nebo vesoljske ladje, in v morske vode Prozorne, želatinaste meduze, sipe in hobotnice spretno manevrirajo – kaj imajo skupnega? Izkazalo se je, da se v obeh primerih za premikanje uporablja princip reaktivnega pogona. To je tema, ki ji je posvečen naš današnji članek.

Poglejmo v zgodovino

Večina Prvi zanesljivi podatki o raketah segajo v 13. stoletje. Kot bojno in signalno orožje so jih uporabljali Indijci, Kitajci, Arabci in Evropejci. Nato so sledila stoletja skoraj popolne pozabe teh naprav.

V Rusiji je ideja o uporabi reaktivnega motorja oživela zahvaljujoč delu revolucionarja Nikolaja Kibalčiča. Ko je sedel v kraljevih ječah, je razvil ruski projekt reaktivnega motorja in letala za ljudi. Kibalchich je bil izveden in njegov projekt dolga leta nabira prah v arhivih carske tajne policije.

Osnovne ideje, risbe in izračuni tega nadarjenega in pogumnega človeka so bili nadalje razviti v delih K. E. Ciolkovskega, ki je predlagal njihovo uporabo za medplanetarne komunikacije. Od leta 1903 do 1914 je objavil vrsto del, v katerih je prepričljivo dokazal možnost uporabe reaktivnega pogona za raziskovanje vesolja in utemeljil izvedljivost uporabe večstopenjskih raket.

Veliko znanstvenih dosežkov Tsiolkovskega se še danes uporablja v raketni znanosti.

Biološki izstrelki

Kako je sploh nastal? ideja premikanja s potiskanjem lastnega curka? Morda so obalni prebivalci z natančnim opazovanjem morskega življenja opazili, kako se to dogaja v živalskem svetu.

na primer pokrovača premika zaradi reaktivne sile vodnega curka, ki se izbije iz lupine med hitrim stiskanjem njegovih ventilov. Nikoli pa ne bo dohajal najhitrejših plavalcev – lignjev.

Njihova telesa v obliki rakete hitijo z repom naprej in iz posebnega lijaka vržejo shranjeno vodo. gibljejo se po istem principu in iztiskajo vodo s krčenjem svoje prozorne kupole.

Narava je obdarila rastlino, imenovano "reaktivni motor" "špricanje kumar". Ko so njegovi plodovi popolnoma zreli, že ob najmanjšem dotiku izstreli gluten s semeni. Sam sadež vrže v nasprotno smer na razdaljo do 12 m!

Niti morski prebivalci niti rastline ne poznajo fizikalnih zakonov, na katerih temelji ta način gibanja. To bomo poskušali ugotoviti.

Fizikalne osnove principa reaktivnega pogona

Najprej se obrnemo na najpreprostejšo izkušnjo. Napihnimo gumijasto žogo in ne da bi se ustavili, vas bomo pustili leteti svobodno. Hitro gibanje žoge se bo nadaljevalo, dokler bo zračni tok, ki teče iz nje, dovolj močan.

Za razlago rezultatov tega poskusa se moramo obrniti na tretji zakon, ki pravi, da dve telesi medsebojno delujeta s silama, ki sta enaki po velikosti in nasprotni smeri. Posledično je sila, s katero žogica deluje na zračne curke, ki uhajajo iz nje, enaka sili, s katero zrak žogo potisne stran od sebe.

Prenesimo te argumente na raketo. Te naprave z ogromno hitrostjo izvržejo del svoje mase, zaradi česar same prejmejo pospešek v nasprotni smeri.

S fizikalnega vidika je to proces je jasno razložen z zakonom o ohranitvi gibalne količine. Gibalna količina je zmnožek mase telesa in njegove hitrosti (mv). Medtem ko raketa miruje, sta njena hitrost in gibalna količina enaka nič. Če se iz njega izbije curek, mora preostali del po zakonu o ohranitvi gibalne količine pridobiti takšno hitrost, da je skupna gibalna količina še vedno enaka nič.

Poglejmo formule:

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

m g v g =- m r v r,

Kje m g v g impulz, ki ga ustvari curek plinov, m p v p impulz, ki ga prejme raketa.

Znak minus pomeni, da sta smer gibanja rakete in curka nasprotni.

Zasnova in princip delovanja reaktivnega motorja

V tehnologiji reaktivni motorji poganjajo letala, rakete in izstreljujejo vesoljska plovila v orbito. Glede na namen imajo različne naprave. Toda vsak od njih ima zalogo goriva, komoro za njegovo zgorevanje in šobo, ki pospešuje curek.

Medplanetarne avtomatske postaje so opremljene tudi z instrumentnim prostorom in kabinami s sistemom za vzdrževanje življenja astronavtov.

Moderno vesoljske rakete to so zapletena, večstopenjska uporaba letal najnovejši dosežki inženirska misel. Po izstrelitvi najprej zgori gorivo v spodnji stopnji, nato pa se loči od rakete, pri čemer se zmanjša njena skupna masa in poveča hitrost.

Nato se gorivo porabi v drugi stopnji itd. Končno se letalo izstreli na dano trajektorijo in začne samostojen let.

Sanjajmo malo

Veliki sanjač in znanstvenik K. E. Ciolkovski je dal prihodnjim generacijam zaupanje, da bodo reaktivni motorji človeštvu omogočili pobeg izven Zemljine atmosfere in hitenje v vesolje. Njegova napoved se je uresničila. Luno in celo oddaljene komete uspešno raziskujejo vesoljska plovila.

Reaktivni motorji na tekoče gorivo se uporabljajo v astronavtiki. Kot gorivo uporabljajo naftne derivate, vendar so hitrosti, ki jih je mogoče doseči z njihovo pomočjo, nezadostne za zelo dolge lete.

Morda boste, dragi naši bralci, priča poletom zemljanov v druge galaksije na napravah z jedrskimi, termonuklearnimi ali ionskimi reaktivnimi motorji.

Če bi bilo to sporočilo koristno za vas, bi bil vesel vašega obiska

Reaktivnost in gibanje skozi to je v naravi precej razširjen pojav. No, znanstveniki in izumitelji so ga »vohunili« in uporabili v svojem tehničnem razvoju. Primere je mogoče videti povsod. Pogosto sami nismo pozorni na to, da se ta ali oni predmet - živo bitje, tehnični mehanizem - premika s pomočjo tega pojava.

Kaj je reaktivni pogon?

V živi naravi je reaktivnost gibanje, ki lahko nastane v primeru ločitve kateregakoli delca od telesa z določeno hitrostjo. V tehnologiji se uporablja isti princip - zakon o ohranjanju impulzov. Primeri reaktivnega pogona opreme: v raketi, sestavljeni iz lupine (ki vključuje tudi motor, krmilne naprave, uporabno površino za premikanje tovora) in gorivo z oksidantom, gorivo zgori in se spremeni v pline, ki izbruhnejo skozi šobe v močnem curku, kar daje celotni konstrukciji hitrost v nasprotni smeri.

Primeri reaktivnega pogona v naravi

Kar nekaj živih bitij uporablja ta princip gibanja. Značilen je za ličinke nekaterih vrst kačjih pastirjev, meduz, mehkužcev - pokrovač, sip, hobotnic, lignjev. In v rastlinskem svetu - flori Zemlje - obstajajo tudi vrste, ki uporabljajo ta pojav za osemenitev.

"Špricanje kumar"

Flora nam ponuja primere reaktivnega pogona. Samo z videz Ta rastlina s čudnim vzdevkom je podobna kumaram, ki smo jih vajeni. Epitet "nora" pa je pridobila zaradi nenavadnega načina širjenja svojih semen. Ko dozorijo, se plodovi rastline odbijejo od pecljev. Tako nastane luknja, skozi katero kumara izstreli tekočino, ki vsebuje semena, primerna za razmnoževanje z uporabo reaktivnosti. In sam sadež lahko leti do 12 metrov v smeri, nasprotni strelu.

Kako se premika sipa?

Primeri reaktivnega pogona so precej široko zastopani v favni. Sipa je glavonožec s posebnim lijakom, ki se nahaja v sprednjem delu telesa. Skozi (in skozi dodatno stransko režo) voda vstopi v telo živali, v škržno votlino. Nato se tekočina močno vrže skozi lijak, sipa pa lahko usmeri posebno cev vstran ali nazaj. Nastala povratna sila zagotavlja gibanje v različnih smereh.

Salpa

Te živali so iz družine plaščarjev - nazorni primeri reaktivni pogon v naravi. Imajo prosojna cilindrična telesa majhne velikosti in živijo v površinskih vodah svetovnih oceanov. Ko se premika, žival črpa vodo skozi luknjo, ki se nahaja na sprednji strani telesa. Tekočina se nahaja v široki votlini njegovega telesa, v kateri so škrge nameščene diagonalno. Salpa naredi požirek vode, hkrati pa se luknja tesno zapre in mišice telesa - prečne in vzdolžne - se skrčijo. Posledično se celotno telo salpe skrči in voda se močno potisne iz zadnje luknje. Tako salpe pri svojem gibanju v vodnem elementu uporabljajo princip reaktivnosti.

Meduze, mehkužci, plankton

V morju so še vedno prebivalci, ki se gibljejo na podoben način. Verjetno je vsakdo vsaj enkrat srečal koga v vodi med sproščanjem na obali. različne vrste meduze Toda premikajo se tudi z uporabo reaktivnosti. Morski plankton, natančneje, del njega in pokrovače - vsi se gibljejo tako.

Primeri curkovnega gibanja teles. Lignji

Lignji imajo edinstveno zgradbo telesa. Pravzaprav njegova struktura vsebuje močan reaktivni motor z odlično učinkovitostjo. Ta predstavnik favne morij in oceanov včasih živi na velikih globinah in doseže ogromne velikosti. Celo telo živali po svoji obliki spominja na raketo. Natančneje, ta moderna raketa, ki so jo izumili znanstveniki, posnema oblike lignjev, ki jih je ustvarila narava. Poleg tega se za lagodno gibanje v vodnem okolju uporablja plavut, če pa je potreben sunek, potem načelo reaktivnosti!

Če vas prosimo, da navedete primere reaktivnega pogona v naravi, potem lahko najprej govorimo o tem mehkužcu. Njegov mišični plašč obdaja votlino v telesu. Voda se tja vsesa od zunaj in nato precej ostro vrže ven skozi ozko šobo (spominja na raketo). Rezultat: lignji se sunkovito premikajo v nasprotno smer. Ta lastnost omogoča živali, da se premika s precej visokimi hitrostmi, prehiti svoj plen ali pobegne pred zasledovanjem. Doseže lahko hitrost, primerljivo z dobro opremljenim sodobnim plovilom: do 70 kilometrov na uro. In nekateri znanstveniki, ki podrobno preučujejo pojav, govorijo o hitrostih do 150 km/h! Poleg tega ima ta predstavnik oceana dobro manevriranje zaradi lovk, zloženih v kup, ki se upogibajo pri premikanju v pravo smer.

Dokončano:
študent
Skupine 1-121
Okuneva Alena
Preverjeno:
P.L.Vineaminovna

mesto Perevoz
2011
Vsebina:

Uvod: Kaj je reaktivni pogon………………………………………………………………………………………………………..3
Zakon o ohranitvi gibalne količine……………………………………………………………….4
Uporaba reaktivnega pogona v naravi…………………………..….…..5
Uporaba reaktivnega pogona v tehnologiji………………………………..….….6
Reaktivni pogon "Medcelinska raketa"…………..……………7
Fizikalne osnove delovanja reaktivnega motorja..................... .................... 8
Razvrstitev reaktivnih motorjev in značilnosti njihove uporabe………………………………………………………………………………………………….…….9
Značilnosti zasnove in izdelave letala…..…10
Zaključek………………………………………………………………………………………….11
Seznam referenc………………………………………………………… …..12

"reaktivni pogon"
Reaktivno gibanje je gibanje telesa, ki ga povzroči ločitev nekega dela od njega z določeno hitrostjo. Gibanje curka je opisano na podlagi zakona o ohranitvi gibalne količine.
Reaktivni pogon, ki se zdaj uporablja v letalih, raketah in vesoljskih plovilih, je značilen za hobotnice, lignje, sipe, meduze - vsi brez izjeme za plavanje uporabljajo reakcijo (odsun) izvrženega toka vode.
Primere reaktivnega pogona najdemo tudi v rastlinskem svetu.
V južnih državah raste rastlina, imenovana "nora kumara". Takoj ko se zrelega ploda, podobnega kumari, rahlo dotaknete, se ta odbije od peclja in skozi nastalo luknjico iz ploda kot vodnjak s hitrostjo do 10 m/s priteče tekočina s semeni.

Kumare same odletijo v nasprotno smer. Nora kumara (sicer imenovana "ženska pištola") strelja na več kot 12 m.

"Zakon ohranjanja gibalne količine"
V zaprtem sistemu vektorska vsota impulzov vseh teles, vključenih v sistem, ostane konstantna za kakršne koli interakcije teles tega sistema med seboj.
Ta temeljni naravni zakon se imenuje zakon o ohranitvi gibalne količine. Je posledica drugega in tretjega Newtonovega zakona. Oglejmo si dve medsebojno delujoči telesi, ki sta del zaprtega sistema.
Sile medsebojnega delovanja med temi telesi označimo z in Po tretjem Newtonovem zakonu. Če ta telesa medsebojno delujejo v času t, potem so impulzi medsebojnih sil enaki po velikosti in usmerjeni v nasprotni smeri: Uporabimo za ta telesa drugi Newtonov zakon. :

"Uporaba reaktivnega pogona v naravi"
Reaktivni pogon uporabljajo številni mehkužci - hobotnice, lignji, sipe. Na primer, mehkužec morske pokrovače se premika naprej zaradi reaktivne sile toka vode, ki se vrže iz lupine med ostrim stiskanjem njegovih ventilov.

Hobotnica
Sipe se, tako kot večina glavonožcev, v vodi premikajo na naslednji način. Skozi stransko režo in poseben lijak pred telesom zajema vodo v škržno votlino, nato pa skozi lijak energično vrže ven curek vode. Sipa usmeri cev lijaka na stran ali nazaj in se lahko, ko hitro iztisne vodo iz nje, premika v različnih smereh.
Salpa je morska žival s prozornim telesom; pri gibanju sprejema vodo skozi sprednjo odprtino, voda pa vstopa v široko votlino, znotraj katere so škrge raztegnjene diagonalno. Takoj ko žival naredi velik požirek vode, se luknja zapre. Nato se skrčijo vzdolžne in prečne mišice salpe, skrči se celotno telo in voda se izrine skozi zadnjo odprtino. Reakcija uhajajočega curka potisne salpo naprej. Najbolj zanimiv je reaktivni motor lignjev. Lignji so največji nevretenčarji, prebivalci oceanskih globin. Lignji so dosegli najvišjo popolnost v reaktivni navigaciji. Tudi njihovo telo s svojo zunanjo obliko posnema raketo. Če poznate zakon o ohranitvi gibalne količine, lahko spremenite svojo hitrost gibanja v odprtem prostoru. Če ste v čolnu in imate več težkih kamnov, vas bo metanje kamnov v določeno smer premaknilo v nasprotno smer. Enako se bo zgodilo v vesolju, vendar tam za to uporabljajo reaktivne motorje.

"Uporaba reaktivnega pogona v tehnologiji"
Kitajska je ob koncu prvega tisočletja našega štetja izumila reaktivni pogon, ki je poganjal rakete – bambusove cevi, napolnjene s smodnikom, uporabljali so jih tudi za zabavo. Eden prvih avtomobilskih projektov je bil tudi z reaktivnim motorjem in ta projekt je pripadal Newtonu.
Avtor prvega svetovnega projekta reaktivnega letala, namenjenega človeškemu letenju, je bil ruski revolucionar N.I. Kibalčič. Usmrčen je bil 3. aprila 1881 zaradi sodelovanja pri poskusu atentata na cesarja Aleksandra II. Svoj projekt je razvil v zaporu, potem ko je bil obsojen na smrt. Kibalchich je zapisal: »V zaporu, nekaj dni pred smrtjo, pišem ta projekt. Verjamem v izvedljivost svoje zamisli in ta vera me podpira v moji strašni situaciji ... Mirno se bom soočil s smrtjo, vedoč, da moja ideja ne bo umrla z menoj.«
Zamisel o uporabi raket za vesoljske polete je v začetku tega stoletja predlagal ruski znanstvenik Konstantin Eduardovič Ciolkovski. Leta 1903 se je v tisku pojavil članek učitelja gimnazije Kaluga K.E. Tsiolkovsky "Raziskovanje svetovnih prostorov z uporabo reaktivnih instrumentov." To delo je vsebovalo najpomembnejšo matematično enačbo za astronavtiko, zdaj znano kot »formula Ciolkovskega«, ki je opisovala gibanje telesa s spremenljivo maso. Kasneje je razvil zasnovo raketnega motorja na tekoče gorivo, predlagal večstopenjsko zasnovo rakete in izrazil idejo o možnosti ustvarjanja celih vesoljskih mest v nizki zemeljski orbiti. Pokazal je, da je edina naprava, ki je sposobna premagati gravitacijo, raketa, tj. naprava z reaktivnim motorjem, ki uporablja gorivo in oksidant, ki se nahaja na sami napravi. Sovjetske rakete so prve dosegle Luno, obkrožile Luno in fotografirale njeno z Zemlje nevidno stran ter prve dosegle planet Venero in na njeno površje dostavile znanstvene instrumente. Leta 1986 sta dve sovjetski vesoljski plovili, Vega 1 in Vega 2, natančno preiskali Halleyev komet, ki se Soncu približa enkrat na 76 let.

Reaktivni pogon "Medcelinska raketa"
Človeštvo je vedno sanjalo o potovanju v vesolje. Pisatelji - pisci znanstvene fantastike, znanstveniki, sanjači - so predlagali različne načine za dosego tega cilja. Toda dolga stoletja niti enemu znanstveniku ali piscu znanstvene fantastike ni uspelo izumiti edinega človekovega razpoložljivega sredstva, s katerim bi lahko premagal silo težnosti in poletel v vesolje. K. E. Tsiolkovsky je utemeljitelj teorije vesoljskih poletov.
Sanje in težnje mnogih ljudi je prvič približal resničnosti ruski znanstvenik Konstantin Eduardovič Ciolkovski (1857-1935), ki je pokazal, da je edina naprava, ki lahko premaga gravitacijo, raketa, ki jo je prvič predstavil znanstveni dokazi o možnosti uporabe rakete za polete v vesolje, izven Zemljine atmosfere in na druge planete solarni sistem. Tsoilkovsky je raketo imenoval naprava z reaktivnim motorjem, ki uporablja gorivo in oksidant na sebi.
Kot veste iz tečaja fizike, strel iz pištole spremlja odboj. Po Newtonovih zakonih bi krogla in puška leteli v različne smeri z enako hitrostjo, če bi imeli enako maso. Izpuščena masa plinov ustvarja reaktivno silo, zahvaljujoč kateri se lahko zagotovi gibanje, tako v zračnem kot v brezzračnem prostoru, in tako pride do odboja. Večjo kot povratno silo občuti naša rama, večja je masa in hitrost uhajajočih plinov in zato močnejša kot je reakcija puške, večja je reaktivna sila. Ti pojavi so razloženi z zakonom o ohranitvi gibalne količine:
vektorska (geometrična) vsota impulzov teles, ki sestavljajo zaprt sistem, ostane konstantna za kakršna koli gibanja in interakcije teles sistema.
Predstavljena formula Ciolkovskega je osnova, na kateri temelji celoten izračun sodobnih raket. Število Tsiolkovskega je razmerje med maso goriva in maso rakete ob koncu delovanja motorja – s težo prazne rakete.
Tako smo ugotovili, da je največja dosegljiva hitrost rakete odvisna predvsem od hitrosti pretoka plina iz šobe. Hitrost pretoka plinov iz šob pa je odvisna od vrste goriva in temperature curka plina. To pomeni, da višja kot je temperatura, večja je hitrost. Potem morate za pravo raketo izbrati najbolj kalorično gorivo, ki proizvaja največjo količino toplote. Iz formule je razvidno, da je med drugim hitrost rakete odvisna od začetne in končne mase rakete, od tega, kolikšen del njene teže predstavlja gorivo in kolikšen del neuporabnega (z vidika hitrosti leta) strukture: telo, mehanizmi itd. d.
Glavna ugotovitev te formule Ciolkovskega za določanje hitrosti vesoljske rakete je, da bo raketa v brezzračnem prostoru razvila večjo hitrost, večjo bo hitrost iztekanja plina in večje število Ciolkovskega.

"Fizične osnove delovanja reaktivnega motorja"
Sodobni močni reaktivni motorji različnih tipov temeljijo na principu neposredne reakcije, tj. princip ustvarjanja pogonske sile (ali potiska) v obliki reakcije (odboja) toka "delovne snovi", ki teče iz motorja, običajno vročih plinov. V vseh motorjih obstajata dva procesa pretvorbe energije. Najprej se kemična energija goriva pretvori v toplotno energijo produktov zgorevanja, nato pa se toplotna energija porabi za opravljanje mehanskega dela. Takšni motorji vključujejo batne motorje avtomobilov, dizelskih lokomotiv, parne in plinske turbine elektrarn itd. Ko se v toplotnem stroju ustvarijo vroči plini, ki vsebujejo veliko toplotno energijo, je treba to energijo pretvoriti v mehansko energijo. Navsezadnje motorji služijo za opravljanje mehanskega dela, za "premaknitev" nečesa, za delovanje, ne glede na to, ali je to dinamo, če ga prosimo za dopolnitev z risbami elektrarne, dizelske lokomotive, avtomobila ali letalo. Da bi se toplotna energija plinov spremenila v mehansko, se mora njihova prostornina povečati. Pri takšnem širjenju plini opravljajo delo, ki porablja njihovo notranjo in toplotno energijo.
Reaktivna šoba ima lahko različne oblike in poleg tega različne izvedbe glede na vrsto motorja. Glavna stvar je hitrost, s katero plini iztekajo iz motorja. Če ta hitrost iztoka ne presega hitrosti, s katero se zvočni valovi širijo v iztekajočih plinih, potem je šoba preprost cilindričen ali stožčast odsek cevi. Če je hitrost iztoka večja od hitrosti zvoka, je šoba oblikovana kot cev, ki se širi ali se najprej zoži in nato razširi (šoba Lavl). Samo v cevi te oblike, kot kažejo teorija in izkušnje, je mogoče plin pospešiti do nadzvočne hitrosti in prestopiti »zvočni zid«.

"Klasifikacija reaktivnih motorjev in značilnosti njihove uporabe"
Vendar je to mogočno deblo, princip neposredne reakcije, rodilo ogromno krono "družinskega drevesa" družine reaktivnih motorjev. Da bi se seznanili z glavnimi vejami njegove krone, kronali "deblo" neposredne reakcije. Kmalu, kot lahko vidite na sliki (glej spodaj), se to deblo razdeli na dva dela, kot da bi ga razklal udar strele. Oba nova debla sta enako okrašena z mogočnima kronama. Do te delitve je prišlo, ker so vsi "kemični" reaktivni motorji razdeljeni v dva razreda glede na to, ali za svoje delovanje uporabljajo zrak iz okolice ali ne.
Pri nekompresorskem motorju drugega tipa, direktnotočnem, te rešetke ventilov sploh ni in se tlak v zgorevalni komori poveča zaradi tlaka pri visoki hitrosti, tj. zaviranje prihajajočega zračnega toka, ki med letom vstopa v motor. Jasno je, da je takšen motor sposoben delovati le, ko letalo že leti z dovolj visoko hitrostjo, v parkiranem stanju ne bo razvilo potiska. Toda pri zelo visoki hitrosti, 4-5-kratni hitrosti zvoka, ramjet motor razvije zelo velik potisk in porabi manj goriva kot kateri koli drug "kemični" reaktivni motor v teh pogojih. Zato ramjet motorji.
itd.................