- Заглянемо в історію
- біологічні ракети
- Фізичні основи принципу реактивного руху
- Пристрій і принцип роботи реактивного двигуна
- 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.