Pod curkom se razume gibanje, pri katerem se eden od njegovih delov z določeno hitrostjo loči od telesa. Nastala sila deluje sama. Z drugimi besedami, manjka ji niti najmanjšega stika z zunanjimi telesi.
Reaktivni pogon v naravi
Med poletnimi počitnicami na jugu se je skoraj vsak izmed nas, kopal v morju, srečal z meduzami. Toda malo ljudi je razmišljalo o tem, da se te živali premikajo na enak način kot reaktivni motor. Načelo delovanja v naravi takšne enote je mogoče opaziti pri premikanju nekaterih vrst ličink morskega planktona in kačjih pastirjev. Poleg tega je učinkovitost teh nevretenčarjev pogosto višja od učinkovitosti tehničnih sredstev.
Kdo še lahko dokaže, kako deluje reaktivni motor? Lignji, hobotnica in sipe. Podobno gibanje izvajajo številni drugi morski mehkužci. Vzemimo na primer sipe. Vodo vzame v svojo škržno votlino in jo močno meče ven skozi lijak, ki ga usmeri nazaj ali vstran. Pri čemermehkužci se lahko premikajo v pravo smer.
Načelo delovanja reaktivnega motorja je mogoče opaziti tudi pri premikanju masti. Ta morska žival zajame vodo v široko votlino. Po tem se mišice njegovega telesa skrčijo in iztisnejo tekočino skozi luknjo na hrbtu. Reakcija nastalega curka omogoča, da se loj premakne naprej.
morski projektili
Ampak lignji so dosegli največjo popolnost v reaktivni navigaciji. Zdi se, da je celo oblika rakete kopirana iz tega posebnega morskega življenja. Pri nizki hitrosti lignji občasno upognejo plavut v obliki diamanta. A za hiter met mora uporabiti lasten »reaktivni motor«. Načelo delovanja vseh njegovih mišic in telesa je vredno razmisliti podrobneje.
Lignji imajo svojevrsten plašč. To je mišično tkivo, ki obdaja njegovo telo z vseh strani. Med gibanjem žival sesa veliko količino vode v ta plašč in močno izvrže curek skozi posebno ozko šobo. Takšna dejanja omogočajo lignjem, da se premikajo v sunkih nazaj s hitrostjo do sedemdeset kilometrov na uro. Med gibanjem žival zbere vseh svojih deset lovk v snop, kar daje telesu poenostavljeno obliko. Šoba ima poseben ventil. Žival ga obrača s pomočjo krčenja mišic. To omogoča, da morsko življenje spremeni smer. Vlogo volana pri premikih lignja igrajo tudi njegove lovke. Usmeri jih levo ali desno, navzdolali navzgor, se zlahka izmika trkom z različnimi ovirami.
Obstaja vrsta lignjev (stenoteuthys), ki nosi naziv najboljšega pilota med školjkami. Opišite načelo delovanja reaktivnega motorja - in razumeli boste, zakaj ta žival v lovu za ribami včasih skoči iz vode in celo stopi na krove ladij, ki plujejo po oceanu. Kako se to zgodi? Pilotni lignji, ki so v vodnem elementu, zanj razvijejo največji potisk curka. To mu omogoča letenje nad valovi na razdalji do petdeset metrov.
Če upoštevamo reaktivni motor, načelo delovanja katere živali je mogoče omeniti bolj? To so na prvi pogled vrečaste hobotnice. Njihovi plavalci niso tako hitri kot lignji, a v primeru nevarnosti jim hitrosti lahko zavidajo tudi najboljši šprinterji. Biologi, ki so preučevali migracije hobotnic, so ugotovili, da se premikajo, kot deluje reaktivni motor.
Žival z vsakim vodnim curkom, vrženim iz lijaka, naredi suk dva ali celo dva metra in pol. Hkrati hobotnica plava na svojstven način - nazaj.
Drugi primeri reaktivnega pogona
V svetu rastlin so rakete. Načelo reaktivnega motorja je mogoče opaziti, ko se "nora kumara" že z zelo rahlim dotikom z veliko hitrostjo odbije od peclja, hkrati pa zavrača lepljivo tekočino s semeni. Hkrati plod sam preleti precejšnjo razdaljo (do 12 m) v nasprotni smeri.
Upošteva se lahko tudi načelo reaktivnega motorja,medtem ko ste na čolnu. Če iz njega v določeno smer vržete težke kamne v vodo, se bo gibanje začelo v nasprotni smeri. Načelo delovanja raketnega reaktivnega motorja je enako. Samo tam se namesto kamnov uporabljajo plini. Ustvarjajo reaktivno silo, ki zagotavlja gibanje tako v zraku kot v redkem prostoru.
Fantastična potovanja
Človeštvo že dolgo sanja o letenju v vesolje. O tem pričajo dela piscev znanstvene fantastike, ki so ponujali različna sredstva za dosego tega cilja. Na primer, junak zgodbe francoskega pisatelja Herculea Savignina, Cyrano de Bergerac, je na železnem vozičku dosegel luno, nad katero je nenehno vrgel močan magnet. Na isti planet je dosegel tudi slavni Munchausen. Ogromen fižolov steblo mu je pomagalo pri potovanju.
Reaktivni pogon so na Kitajskem uporabljali že v prvem tisočletju pred našim štetjem. Hkrati pa so bambusove cevi, ki so bile napolnjene s smodnikom, služile kot neke vrste rakete za zabavo. Mimogrede, projekt prvega avtomobila na našem planetu, ki ga je ustvaril Newton, je bil tudi z reaktivnim motorjem.
Zgodovina nastanka RD
Šele v 19. st. Človeške sanje o vesolju so začele pridobivati konkretne značilnosti. Konec koncev je v tem stoletju ruski revolucionar N. I. Kibalchich ustvaril prvi svetovni projekt letala z reaktivnim motorjem. Vse papirje je sestavila Narodnaja volja v zaporu, kamor je končal po poskusu atentata na Aleksandra. Toda na žalost dne 03.04.1881Kibalchich je bil izveden, njegova ideja pa ni našla praktične izvedbe.
Na začetku 20. st. idejo o uporabi raket za lete v vesolje je predstavil ruski znanstvenik K. E. Tsiolkovsky. Njegovo delo, ki vsebuje opis gibanja telesa spremenljive mase v obliki matematične enačbe, je bilo prvič objavljeno leta 1903. Kasneje je znanstvenik razvil samo shemo reaktivnega motorja, ki ga poganja tekoče gorivo.
Prav tako je Tsiolkovsky izumil večstopenjsko raketo in predstavil idejo o ustvarjanju resničnih vesoljskih mest v orbiti blizu Zemlje. Ciolkovsky je prepričljivo dokazal, da je edino sredstvo za vesoljski polet raketa. To je aparat, opremljen z reaktivnim motorjem, napolnjen z gorivom in oksidantom. Samo takšna raketa je sposobna premagati gravitacijo in leteti onkraj Zemljine atmosfere.
raziskovanje vesolja
Članek Tsiolkovskega, objavljen v časopisu "Scientific Review", je znanstveniku pridobil sloves sanjača. Njegovih argumentov nihče ni jemal resno.
Idejo Ciolkovskega so uresničili sovjetski znanstveniki. Pod vodstvom Sergeja Pavloviča Koroljeva so izstrelili prvi umetni satelit Zemlje. 4. oktobra 1957 je bil ta aparat v orbito dostavljen z raketo z reaktivnim motorjem. Delo RD je temeljilo na pretvorbi kemične energije, ki jo gorivo prenese v plinski curek in se spremeni v kinetično energijo. V tem primeru se raketa premika v nasprotni smeri.smer.
Reaktivni motor, katerega princip se uporablja že vrsto let, najde svojo uporabo ne le v astronavtiki, ampak tudi v letalstvu. Najbolj pa se uporablja za izstrelitev raket. Navsezadnje lahko samo RD premakne napravo v prostor, v katerem ni medija.
Liquid Jet Engine
Tisti, ki so streljali iz orožja ali so ta proces preprosto opazovali od strani, vedo, da obstaja sila, ki bo cev zagotovo potisnila nazaj. Poleg tega se bo z večjim zneskom obremenitve donos zagotovo povečal. Reaktivni motor deluje na enak način. Njegov princip delovanja je podoben temu, kako se cev potisne nazaj pod delovanjem curka vročih plinov.
Pri raketi je proces, med katerim se mešanica vžge, postopen in stalen. To je najpreprostejši motor na trda goriva. Poznajo ga vsi raketni modelarji.
V reaktivnem motorju na tekoče gorivo (LPRE) se mešanica, sestavljena iz goriva in oksidanta, uporablja za ustvarjanje delovne tekočine ali potisnega curka. Zadnja je praviloma dušikova kislina ali tekoči kisik. Gorivo v LRE je kerozin.
Načelo delovanja reaktivnega motorja, ki je bilo v prvih vzorcih, se je ohranilo do danes. Šele zdaj uporablja tekoči vodik. Ko se ta snov oksidira, se specifični impulz poveča za 30 % v primerjavi s prvimi raketnimi motorji na tekoče gorivo. Vredno je reči, da je bila ideja o uporabi vodikapredlagal sam Ciolkovsky. Vendar so bile takrat težave pri delu s to izjemno eksplozivno snovjo preprosto nepremostljive.
Kakšen je princip delovanja reaktivnega motorja? Gorivo in oksidant vstopata v delovno komoro iz ločenih rezervoarjev. Nato se komponente pretvorijo v zmes. Gori in pod pritiskom desetine atmosfer sprosti ogromno toplote.
Komponente vstopajo v delovno komoro reaktivnega motorja na različne načine. Oksidacijsko sredstvo se tu vnese neposredno. Toda gorivo prepotuje daljšo pot med stenami komore in šobe. Tu se segreje in že z visoko temperaturo vrže v območje zgorevanja skozi številne šobe. Nadalje curek, ki ga tvori šoba, izbruhne in zagotovi letalu potisni moment. Tako lahko ugotovite, kakšen princip delovanja ima reaktivni motor (na kratko). Ta opis ne omenja številnih komponent, brez katerih bi bilo delovanje LRE nemogoče. Med njimi so kompresorji, potrebni za ustvarjanje tlaka, potrebnega za vbrizgavanje, ventili, dovodne turbine itd.
Sodobna uporaba
Kljub dejstvu, da delovanje reaktivnega motorja zahteva veliko količino goriva, raketni motorji še danes služijo ljudem. Uporabljajo se kot glavni pogonski motorji v nosilnih raketah, pa tudi kot ranžirni motorji za različna vesoljska plovila in orbitalne postaje. V letalstvu se uporabljajo druge vrste voznih stez, ki imajo nekoliko drugačne karakteristike delovanja indizajn.
Razvoj letalstva
Od zgodnjega 20. stoletja do izbruha druge svetovne vojne so ljudje leteli le v letalih, ki jih poganja propeler. Te naprave so bile opremljene z motorji z notranjim zgorevanjem. Vendar napredek ni miroval. Z njegovim razvojem se je pojavila potreba po ustvarjanju močnejših in hitrejših letal. Vendar se tukaj oblikovalci letal soočajo z navidez nerešljivim problemom. Dejstvo je, da se je tudi z rahlim povečanjem moči motorja masa letala znatno povečala. Vendar je izhod iz nastale situacije našel Anglež Frank Will. Ustvaril je bistveno nov motor, imenovan jet. Ta izum je dal močan zagon razvoju letalstva.
Načelo delovanja letalskega reaktivnega motorja je podobno delovanju gasilske cevi. Njena cev ima stožčast konec. Voda, ki izteka skozi ozko odprtino, znatno poveča svojo hitrost. Sila protitlaka, ki nastane v tem primeru, je tako močna, da gasilec komaj drži cev v rokah. To obnašanje vode lahko pojasni tudi princip delovanja letalskega reaktivnega motorja.
Smerne vozne steze
Ta tip reaktivnega motorja je najpreprostejši. Lahko si ga predstavljate v obliki cevi z odprtimi konci, ki je nameščena na premično ravnino. Pred svojim prerezom se širi. Zaradi te zasnove se vhodni zrak zmanjša, njegov tlak pa se poveča. Najširša točka takšne cevije zgorevalna komora. Tu se gorivo vbrizga in nato sežge. Takšen proces prispeva k segrevanju nastalih plinov in njihovemu močnemu širjenju. To ustvarja potisk reaktivnega motorja. Proizvajajo ga vsi isti plini, ko s silo izbruhnejo iz ozkega konca cevi. Prav ta potisk povzroči, da letalo leti.
Težave pri uporabi
Sramjet motorji imajo nekaj pomanjkljivosti. Lahko delajo samo na letalu, ki je v gibanju. Zrakoplov v mirovanju ni mogoče aktivirati z voznimi stezami z direktnim tokom. Da bi takšno letalo dvignili v zrak, je potreben kateri koli drug zagonski motor.
reševanje težav
Načelo delovanja reaktivnega motorja turboreaktivnega letala, ki je brez pomanjkljivosti vozne steze z direktnim tokom, je oblikovalcem letal omogočilo ustvarjanje najnaprednejših letal. Kako ta izum deluje?
Glavni element turboreaktivnega motorja je plinska turbina. Z njegovo pomočjo se aktivira zračni kompresor, skozi katerega se stisnjen zrak usmeri v posebno komoro. Produkti, pridobljeni kot posledica zgorevanja goriva (običajno kerozina), padejo na lopatice turbine, ki jo poganja. Nadalje pretok zraka in plina preide v šobo, kjer pospeši do visokih hitrosti in ustvari ogromno potisno silo curka.
povečanje moči
Reaktivna potisna sila lahkov kratkem času znatno poveča. Za to se uporablja naknadno izgorevanje. Gre za vbrizgavanje dodatne količine goriva v plinski tok, ki uhaja iz turbine. Neporabljen kisik v turbini prispeva k zgorevanju kerozina, kar poveča potisk motorja. Pri visokih hitrostih povečanje njegove vrednosti doseže 70%, pri nizkih pa 25-30%.
