Under strålen förstås rörelse, i vilken en av dess delar separeras från kroppen med en viss hastighet. Den resulterande kraften verkar på egen hand. Med andra ord, hon saknar ens den minsta kontakt med yttre kroppar.
Jetframdrivning i naturen
Under ett sommarlov i söder mötte nästan alla av oss som badade i havet maneter. Men få människor tänkte på det faktum att dessa djur rör sig på samma sätt som en jetmotor. Principen för drift i naturen för en sådan enhet kan observeras när man flyttar vissa typer av marint plankton och trollsländelarver. Dessutom är effektiviteten hos dessa ryggradslösa djur ofta högre än för tekniska medel.
Vem mer kan visa hur en jetmotor fungerar? Bläckfisk, bläckfisk och bläckfisk. En liknande rörelse görs av många andra marina blötdjur. Ta till exempel bläckfisk. Hon tar in vatten i sin gälhåla och kastar det kraftfullt ut genom en tratt, som hon riktar bakåt eller åt sidan. Vart iblötdjuret kan röra sig i rätt riktning.
Principen för en jetmotors funktion kan också observeras när man flyttar ister. Detta marina djur tar in vatten i ett brett hålrum. Därefter drar musklerna i hans kropp ihop sig och trycker ut vätskan genom hålet i ryggen. Reaktionen från den resulterande strålen gör att talgen kan röra sig framåt.
Sjömissiler
Men bläckfiskar har uppnått den största perfektion inom jetnavigering. Även formen på själva raketen verkar vara kopierad från just detta marina liv. När man rör sig i låg hastighet böjer bläckfisken med jämna mellanrum sin diamantformade fena. Men för ett snabbt kast måste han använda sin egen "jetmotor". Funktionsprincipen för alla hans muskler och kropp är värd att överväga mer i detalj.
Bläckfisk har en speciell mantel. Detta är muskelvävnaden som omger hans kropp från alla håll. Under rörelse suger djuret en stor volym vatten in i denna mantel, vilket kraftigt skjuter ut en stråle genom ett speciellt sm alt munstycke. Sådana åtgärder gör att bläckfiskar kan röra sig i ryck bakåt i hastigheter upp till sjuttio kilometer i timmen. Under rörelse samlar djuret alla sina tio tentakler till ett knippe, vilket ger kroppen en strömlinjeformad form. Munstycket har en speciell ventil. Djuret vänder det med hjälp av muskelsammandragning. Detta gör att det marina livet kan ändra riktning. Rattens roll under bläckfiskens rörelser spelas också av dess tentakler. Han dirigerar dem åt vänster eller höger, nedåteller uppåt, undviker lätt kollisioner med olika hinder.
Det finns en art av bläckfisk (stenoteuthys), som har titeln som den bästa piloten bland skaldjur. Beskriv principen för driften av en jetmotor - och du kommer att förstå varför det här djuret, när det jagar fisk, ibland hoppar upp ur vattnet, till och med upp på däck på fartyg som seglar över havet. Hur går det till? Pilotbläckfisk, som är i vattenelementet, utvecklar maximal strålkraft för honom. Detta gör att han kan flyga över vågorna på ett avstånd av upp till femtio meter.
Om vi betraktar en jetmotor, kan funktionsprincipen för vilket djur nämnas mer? Dessa är, vid första anblicken, baggy bläckfiskar. Deras simmare är inte lika snabba som bläckfiskar, men i händelse av fara kan även de bästa sprinterna avundas deras snabbhet. Biologer som har studerat bläckfiskvandringar har funnit att de rör sig som en jetmotor fungerar.
Djuret med varje vattenstråle som kastas ut ur tratten gör ett ryck på två eller till och med två och en halv meter. Samtidigt simmar bläckfisken på ett säreget sätt - baklänges.
Andra exempel på jetframdrivning
Det finns raketer i växtvärlden. Principen för en jetmotor kan observeras när, även med en mycket lätt beröring, den "galna gurkan" studsar från stjälken i hög hastighet, samtidigt som den avvisar den klibbiga vätskan med frön. Samtidigt flyger själva fostret en avsevärd sträcka (upp till 12 m) i motsatt riktning.
Jetmotorns princip kan också observeras,när du är på båten. Om tunga stenar kastas från den i vattnet i en viss riktning, börjar rörelsen i motsatt riktning. Funktionsprincipen för en raketjetmotor är densamma. Bara där används gaser istället för stenar. De skapar en reaktiv kraft som ger rörelse både i luften och i sällsynta utrymmen.
Fantastiska resor
Mänskligheten har länge drömt om att flyga ut i rymden. Detta bevisas av verk av science fiction-författare, som erbjöd en mängd olika sätt att uppnå detta mål. Till exempel nådde hjälten i historien om den franska författaren Hercule Savignin, Cyrano de Bergerac, månen på en järnvagn, över vilken en stark magnet ständigt kastades upp. Den berömda Munchausen nådde också samma planet. En gigantisk bönstjälk hjälpte honom göra resan.
Jetframdrivning användes i Kina redan under det första årtusendet f. Kr. Samtidigt fungerade bamburör, som var fyllda med krut, som ett slags raketer för skojs skull. Förresten, projektet med den första bilen på vår planet, skapad av Newton, var också med en jetmotor.
Historien om skapandet av RD
Endast på 1800-talet. Mänsklighetens dröm om yttre rymden började få konkreta drag. Det var trots allt under detta århundrade som den ryska revolutionären N. I. Kibalchich skapade världens första projekt av ett flygplan med en jetmotor. Alla papper upprättades av en Narodnaya Volya i fängelse, där han hamnade efter mordförsöket på Alexander. Men tyvärr, den 1881-03-04Kibalchich avrättades och hans idé kunde inte genomföras i praktiken.
I början av 1900-talet. Idén om att använda raketer för flygningar i rymden lades fram av den ryska forskaren K. E. Tsiolkovsky. För första gången publicerades hans arbete, som innehåller en beskrivning av rörelsen hos en kropp med variabel massa i form av en matematisk ekvation, 1903. Senare utvecklade vetenskapsmannen själva schemat för en jetmotor som drivs av flytande bränsle.
Tsiolkovsky uppfann också en flerstegsraket och lade fram idén om att skapa riktiga rymdstäder i en omloppsbana nära jorden. Tsiolkovsky bevisade övertygande att det enda sättet för rymdfärd är en raket. Det vill säga en apparat utrustad med en jetmotor, tankad med bränsle och en oxidator. Endast en sådan raket kan övervinna gravitationen och flyga bortom jordens atmosfär.
Utforskning av rymden
En artikel av Tsiolkovsky, publicerad i tidskriften "Scientific Review", etablerade vetenskapsmannens rykte som en drömmare. Ingen tog hans argument på allvar.
Tsiolkovskijs idé genomfördes av sovjetiska vetenskapsmän. Under ledning av Sergei Pavlovich Korolev lanserade de den första konstgjorda jordsatelliten. Den 4 oktober 1957 levererades denna apparat i omloppsbana av en raket med jetmotor. RD:s arbete var baserat på omvandlingen av kemisk energi, som överförs av bränslet till gasstrålen och omvandlas till kinetisk energi. I det här fallet rör sig raketen i motsatt riktning.riktning.
Jetmotorn, vars princip har använts i många år, finner sin tillämpning inte bara inom astronautik utan även inom flyget. Men mest av allt används den för att skjuta upp raketer. När allt kommer omkring är det bara RD:n som kan flytta enheten i ett utrymme där det inte finns något medium.
Liquid Jet Engine
De som har avfyrat ett skjutvapen eller helt enkelt sett den här processen från sidan vet att det finns en kraft som säkert kommer att trycka tillbaka pipan. Dessutom, med en större avgift kommer avkastningen säkerligen att öka. Jetmotorn fungerar på samma sätt. Dess funktionsprincip liknar hur tunnan trycks tillbaka under verkan av en stråle av heta gaser.
När det gäller raketen är processen under vilken blandningen antänds gradvis och kontinuerlig. Detta är den enklaste motorn med fast bränsle. Han är välkänd för alla raketmodellerare.
I en jetmotor med flytande drivmedel (LPRE) används en blandning bestående av bränsle och oxidationsmedel för att skapa en arbetsvätska eller en skjutande jet. Den sista är som regel salpetersyra eller flytande syre. Bränslet i LRE är fotogen.
Principen för driften av jetmotorn, som fanns i de första proverna, har bevarats till denna dag. Först nu används flytande väte. När detta ämne oxideras ökar den specifika impulsen med 30 % i jämförelse med de första raketmotorerna med flytande drivmedel. Det är värt att säga att tanken på att använda väte varföreslagit av Tsiolkovsky själv. Men svårigheterna med att arbeta med detta extremt explosiva ämne vid den tiden var helt enkelt oöverstigliga.
Vad är arbetsprincipen för en jetmotor? Bränsle och oxidationsmedel kommer in i arbetskammaren från separata tankar. Därefter omvandlas komponenterna till en blandning. Det brinner och avger en enorm mängd värme under tryck av tiotals atmosfärer.
Komponenter kommer in i arbetskammaren i en jetmotor på olika sätt. Oxidationsmedlet införs här direkt. Men bränslet färdas en längre väg mellan väggarna i kammaren och munstycket. Här värms den upp och, som redan har en hög temperatur, kastas den in i förbränningszonen genom ett flertal munstycken. Vidare bryter strålen som bildas av munstycket ut och förser flygplanet med ett tryckmoment. Så här kan du se vad en jetmotor har för funktionsprincipen (kortfattat). Denna beskrivning nämner inte många komponenter, utan vilka driften av LRE skulle vara omöjlig. Bland dem finns de kompressorer som behövs för att skapa det tryck som krävs för insprutning, ventiler, försörjningsturbiner, etc.
Modern användning
Trots att driften av en jetmotor kräver en stor mängd bränsle, fortsätter raketmotorer att tjäna människor idag. De används som de viktigaste framdrivningsmotorerna i bärraketer, såväl som växlingsmotorer för olika rymdfarkoster och orbitalstationer. Inom flyget används andra typer av taxibanor, som har lite olika prestandaegenskaper ochdesign.
Utveckling av flyg
Från tidigt 1900-tal fram till andra världskrigets utbrott flög människor endast i propellerdrivna flygplan. Dessa enheter var utrustade med förbränningsmotorer. Framstegen stod dock inte stilla. Med dess utveckling fanns det ett behov av att skapa kraftfullare och snabbare flygplan. Men här ställs flygplansdesigners inför ett till synes olösligt problem. Faktum är att även med en liten ökning av motoreffekten ökade flygplanets massa avsevärt. Vägen ut ur den skapade situationen fann engelsmannen Frank Will. Han skapade en i grunden ny motor, kallad jet. Denna uppfinning gav en kraftfull drivkraft till utvecklingen av flyget.
Principen för driften av en jetmotor för ett flygplan liknar funktionen hos en brandslang. Dess slang har en avsmalnande ände. När vattnet rinner ut genom en smal öppning ökar hastigheten avsevärt. Mottryckskraften som skapas i detta fall är så stark att brandmannen knappt kan hålla slangen i händerna. Detta beteende hos vatten kan också förklara principen för driften av en jetmotor för ett flygplan.
Riktriktade taxibanor
Den här typen av jetmotor är den enklaste. Du kan föreställa dig det i form av ett rör med öppna ändar, som är installerat på ett rörligt plan. Framför dess tvärsnitt expanderar. På grund av denna design minskar den inkommande luften sin hastighet och trycket ökar. Den bredaste punkten på ett sådant rörär förbränningskammaren. Det är här bränslet sprutas in och sedan förbränns. En sådan process bidrar till uppvärmningen av de bildade gaserna och deras starka expansion. Detta skapar dragkraften hos en jetmotor. Det produceras av alla samma gaser när de bryter ut med kraft från den smala änden av röret. Det är denna dragkraft som får planet att flyga.
Användningsproblem
Sramjet-motorer har vissa nackdelar. De kan endast arbeta på flygplanet som är i rörelse. Ett flygplan i vila kan inte aktiveras av direktflödes taxibanor. För att kunna lyfta ett sådant flygplan i luften behövs någon annan startmotor.
Problemlösning
Principen för driften av en jetmotor i ett flygplan av turbojettyp, som saknar bristerna hos en taxibana med direktflöde, gjorde det möjligt för flygplanskonstruktörer att skapa de mest avancerade flygplanen. Hur fungerar den här uppfinningen?
Huvudelementet i en turbojetmotor är en gasturbin. Med dess hjälp aktiveras en luftkompressor som passerar genom vilken den komprimerade luften riktas till en speciell kammare. Produkterna som erhålls som ett resultat av förbränning av bränsle (vanligtvis fotogen) faller på turbinens blad, som driver den. Vidare passerar luft-gasflödet in i munstycket, där det accelererar till höga hastigheter och skapar en enorm jettryckkraft.
Effektökning
Reaktiv dragkraft kanöka markant på kort tid. För detta används efterbränning. Det är insprutningen av ytterligare en mängd bränsle i gasströmmen som kommer ut från turbinen. Oanvänt syre i turbinen bidrar till förbränning av fotogen, vilket ökar motorns dragkraft. Vid höga hastigheter når ökningen av dess värde 70 % och vid låga hastigheter - 25-30%.
