Що таке реактивний рух і як працює реактивний двигун - доповідь про ракети

1. Заглянемо в історію
2. біологічні ракети
3. Фізичні основи принципу реактивного руху
4. Пристрій і принцип роботи реактивного двигуна
5. трохи помріємо

Наши партнеры ArtmMisto

У небо злітають багатотонні космічні кораблі, а в морських водах спритно лавірують прозорі, драглисті медузи, каракатиці та восьминоги - що між ними спільного? Виявляється, в обох випадках для переміщення використовується принцип реактивного руху. Саме цій темі і присвячена наша сьогоднішня стаття.

Заглянемо в історію

Найперші достовірні відомості про ракети відносяться до XIII століття. Вони застосовувалися індусами, китайцями, арабами і європейцями в бойових діях як бойове і сигнальне зброю. Потім пішли цілі століття майже повного забуття цих пристроїв.

У Росії ідея використання реактивного двигуна відродилася завдяки роботам революціонера-народовольця Миколи Кибальчича. Сидячи в царських катівнях, він розробив російський проект реактивного двигуна і літальний апарат для людей. Кибальчич був страчений, а його проект довгі роки припадав пилом в архівах царської охранки.

Основні ідеї, креслення і розрахунки цього талановитого і мужньої людини отримали подальший розвиток у працях К. Е. Ціолковського, який запропонував використовувати їх для міжпланетних повідомлень. З 1903 по1914 рік він публікує ряд робіт, де переконливо доводить можливість використання реактивного руху для дослідження космічного простору і обґрунтовує доцільність використання багатоступеневих ракет.

Багато наукові розробки Ціолковського і донині застосовуються в ракетобудуванні.

біологічні ракети

Як, взагалі виникла ідея переміщатися, відштовхуючись від власної реактивного струменя? Можливо, пильно спостерігаючи за морськими мешканцями, жителі прибережних зон помітили, як це відбувається в тваринному світі.

Наприклад, морський гребінець переміщається за рахунок реактивної сили водного струменя, що викидається з раковини при швидкому стискуванні її стулок. Але йому ніколи не наздогнати за найшвидшими плавцями - кальмарами.

Їх ракетоподібні тіла мчать хвостом вперед, викидаючи зі спеціальної воронки, запасені воду. повільні медузи переміщаються за тим же принципом, видавлюючи воду скороченням свого прозорого купола.

Природа обдарувала «реактивним двигуном» і рослина під назвою «скажений огірок». Коли його плоди повністю дозрівають, у відповідь на найслабше дотик, він вистрілює клейковину з насінням. Сам плід при цьому відкидається в протилежну сторону на відстань до 12 м!

Ні морським мешканцям, ні рослинам невідомі фізичні закони, що лежать в основі цього способу пересування. Ми ж спробуємо в цьому розібратися.

Фізичні основи принципу реактивного руху

Спочатку звернемося до найпростішого досвіду. Надуємо гумову кульку і, не зав'язуючи, відпустимо в вільний політ. Стрімкий рух кульки триватиме до тих пір, поки що закінчується з нього струмінь повітря буде досить сильною.

Для пояснення результатів цього досвіду нам слід звернутися до III закону Ньютона , Який стверджує, що два тіла взаємодіють з силами рівними за величиною і протилежними за напрямком. Отже, сила, з якою кулька впливає на вириваються з нього струменя повітря, дорівнює силі, з якою повітря відштовхує від себе кульку.

Перенесемо ці міркування на ракету. Ці пристрої на величезній швидкості викидають деяку частину своєї маси, внаслідок чого самі отримують прискорення в протилежному напрямку.

З точки зору фізики цей процес чітко пояснюється законом збереження імпульсу. Імпульс - це добуток маси тіла на його швидкість (mv) Поки ракета в спокої, її швидкість і імпульс дорівнюють нулю. Якщо з неї викидається реактивна струмінь, то решта за законом збереження імпульсу повинна придбати таку швидкість, щоб сумарний імпульс як і раніше був рівним нулю.

Звернемося до формул:

m гvг + m рvр = 0;

звідси

m гvг = - m рvр,

де m гvг імпульс створюваної струменем газів, m рvр імпульс, отриманий ракетою.

Знак мінус показує, що напрямок руху ракети і реактивного струменя протилежні.

Пристрій і принцип роботи реактивного двигуна

У техніці реактивні двигуни приводять в рух літаки, ракети, виводять на орбіти космічні апарати. Залежно від призначення вони мають різну будову. Але кожен з них має запас палива, камеру для його згоряння і сопло, що прискорює реактивний струмінь.

На міжпланетних автоматичних станціях обладнаний також приладовий відсік і кабіни з системою життєзабезпечення для космонавтів.

Сучасні космічні ракети це складні, багатоступінчасті літальні апарати, що використовують новітні досягнення інженерної думки. Після старту спочатку згорає паливо в нижній сходинці, після чого вона відокремлюється від ракети, зменшуючи її загальну масу і збільшуючи швидкість.

Потім витрачається паливо в другому ступені і т. Д. Нарешті, літальний апарат виводиться на задану траєкторію і починає свій самостійний політ.

трохи помріємо

Великий мрійник і вчений Ціолковський подарував майбутнім поколінням впевненість в тому, що реактивні двигуни дозволять людству вирватися за межі земної атмосфери і полинути в космос. Його передбачення збулося. місяць, Марс і навіть далекі комети успішно досліджуються космічними апаратами.

У космонавтиці використовують рідинні реактивні двигуни. Використовуючи в якості палива нафтопродукти, але швидкості, які вдається отримати з їх допомогою, недостатні для дуже далеких перельотів.

Можливо, ви, наші дорогі читачі, станете свідками польотів землян в інші галактики на апаратах з ядерними, термоядерними або іонними реактивними двигунами.

Автор: Драчов Світлана Семенівна

Якщо це повідомлення тобі знадобилося, буда рада бачити тебе в групі ВКонтакте . А ще - спасибі, якщо ти натиснеш на одну з кнопочок «лайків»:

Ви можете залишити коментар до доповіді.