Sotto il getto si intende il movimento, in cui una delle sue parti è separata dal corpo ad una certa velocità. La forza risultante agisce da sola. In altre parole, le manca anche il minimo contatto con i corpi esterni.
Propulsione a reazione in natura
Durante una vacanza estiva al sud, quasi tutti noi, nuotando in mare, abbiamo incontrato delle meduse. Ma poche persone hanno pensato al fatto che questi animali si muovono allo stesso modo di un motore a reazione. Il principio di funzionamento in natura di tale unità può essere osservato quando si spostano alcuni tipi di plancton marino e larve di libellula. Inoltre, l'efficienza di questi invertebrati è spesso superiore a quella dei mezzi tecnici.
Chi altro può dimostrare come funziona un motore a reazione? Calamari, polpi e seppie. Un movimento simile è fatto da molti altri molluschi marini. Prendi, ad esempio, le seppie. Prende l'acqua nella cavità branchiale e la espelle vigorosamente attraverso un imbuto, che dirige all'indietro o lateralmente. in cuiil mollusco è in grado di muoversi nella giusta direzione.
Il principio di funzionamento di un motore a reazione si può osservare anche quando si sposta il lardo. Questo animale marino prende l'acqua in un'ampia cavità. Dopodiché, i muscoli del suo corpo si contraggono, spingendo fuori il liquido attraverso il foro nella parte posteriore. La reazione del getto risultante permette al sego di andare avanti.
Missili marittimi
Ma i calamari hanno raggiunto la massima perfezione nella navigazione a reazione. Anche la forma del razzo stesso sembra essere stata copiata da questa particolare vita marina. Quando si muove a bassa velocità, il calamaro piega periodicamente la sua pinna a forma di diamante. Ma per un lancio veloce, deve usare il suo "motore a reazione". Vale la pena considerare più in dettaglio il principio di funzionamento di tutti i suoi muscoli e del corpo.
I calamari hanno un mantello particolare. Questo è il tessuto muscolare che circonda il suo corpo da tutti i lati. Durante il movimento, l'animale aspira un grande volume d'acqua in questo mantello, espellendo bruscamente un getto attraverso uno speciale ugello stretto. Tali azioni consentono ai calamari di muoversi a scatti all'indietro a velocità fino a settanta chilometri all'ora. Durante il movimento, l'animale raccoglie tutti i suoi dieci tentacoli in un fascio, che conferisce al corpo una forma snella. L'ugello ha una valvola speciale. L'animale lo gira con l'aiuto della contrazione muscolare. Ciò consente alla vita marina di cambiare direzione. Il ruolo del volante durante i movimenti del calamaro è svolto anche dai suoi tentacoli. Li dirige a sinistra oa destra, in bassoo in alto, schivando facilmente le collisioni con vari ostacoli.
Esiste una specie di calamaro (stenoteuthys), che detiene il titolo di miglior pilota tra i crostacei. Descrivi il principio di funzionamento di un motore a reazione e capirai perché, inseguendo i pesci, questo animale a volte s alta fuori dall'acqua, salendo persino sui ponti delle navi che attraversano l'oceano. Come succede? Il calamaro pilota, essendo nell'elemento acqua, sviluppa per lui la massima spinta del getto. Questo gli permette di volare sopra le onde fino a una distanza di cinquanta metri.
Se consideriamo un motore a reazione, il principio di funzionamento di quale animale può essere menzionato di più? Questi sono, a prima vista, polpi larghi. I loro nuotatori non sono veloci come i calamari, ma in caso di pericolo anche i migliori velocisti possono invidiare la loro velocità. I biologi che hanno studiato le migrazioni dei polpi hanno scoperto che si muovono come funziona un motore a reazione.
L'animale ad ogni getto d'acqua lanciato dall'imbuto fa uno scatto di due o anche due metri e mezzo. Allo stesso tempo, il polpo nuota in un modo particolare: all'indietro.
Altri esempi di propulsione a reazione
Ci sono razzi nel mondo delle piante. Il principio di un motore a reazione può essere osservato quando, anche con un tocco molto leggero, il "cetriolo pazzo" rimbalza sul gambo ad alta velocità, respingendo contemporaneamente il liquido appiccicoso con i semi. Allo stesso tempo, il feto stesso vola per una distanza considerevole (fino a 12 m) nella direzione opposta.
Si può anche osservare il principio del motore a reazione,mentre sulla barca. Se vengono lanciate pietre pesanti nell'acqua in una certa direzione, il movimento inizierà nella direzione opposta. Il principio di funzionamento di un motore a reazione a razzo è lo stesso. Solo lì si usano gas al posto delle pietre. Creano una forza reattiva che fornisce movimento sia nell'aria che nello spazio rarefatto.
Viaggi fantastici
L'umanità sogna da tempo di volare nello spazio. Ciò è dimostrato dalle opere di scrittori di fantascienza, che hanno offerto una varietà di mezzi per raggiungere questo obiettivo. Ad esempio, l'eroe della storia dello scrittore francese Hercule Savignin, Cyrano de Bergerac, raggiunse la luna su un carro di ferro, sul quale veniva costantemente sollevata una forte calamita. Anche la famosa Munchausen ha raggiunto lo stesso pianeta. Un gambo di fagiolo gigante lo ha aiutato a fare il viaggio.
La propulsione a reazione è stata utilizzata in Cina già nel primo millennio aC. Allo stesso tempo, i tubi di bambù, che erano pieni di polvere da sparo, servivano come una specie di razzi per il divertimento. A proposito, anche il progetto della prima auto del nostro pianeta, creato da Newton, prevedeva un motore a reazione.
Storia della creazione di RD
Solo nel XIX sec. Il sogno dell'umanità dello spazio esterno iniziò ad acquisire caratteristiche concrete. Dopotutto, è stato in questo secolo che il rivoluzionario russo N. I. Kibalchich ha creato il primo progetto al mondo di un aereo con motore a reazione. Tutte le carte sono state redatte da un Narodnaya Volya in prigione, dove è finito dopo l'attentato ad Alexander. Ma, purtroppo, il 1881-03-04Kibalchich fu giustiziato e la sua idea non trovò attuazione pratica.
Agli inizi del 20° sec. l'idea di utilizzare i razzi per i voli nello spazio è stata avanzata dallo scienziato russo K. E. Tsiolkovsky. Per la prima volta, il suo lavoro, contenente una descrizione del movimento di un corpo di massa variabile sotto forma di equazione matematica, fu pubblicato nel 1903. Successivamente, lo scienziato sviluppò lo schema stesso di un motore a reazione azionato da carburante liquido.
Inoltre, Tsiolkovsky ha inventato un razzo multistadio e ha avanzato l'idea di creare vere città spaziali nell'orbita vicino alla Terra. Tsiolkovsky ha dimostrato in modo convincente che l'unico mezzo per il volo spaziale è un razzo. Cioè un apparato dotato di un motore a reazione, rifornito di carburante e ossidante. Solo un razzo del genere è in grado di superare la gravità e volare oltre l'atmosfera terrestre.
Esplorazione spaziale
Un articolo di Tsiolkovsky, pubblicato sul periodico "Scientific Review", ha stabilito la reputazione dello scienziato come sognatore. Nessuno ha preso sul serio le sue argomentazioni.
L'idea di Tsiolkovsky è stata implementata dagli scienziati sovietici. Guidati da Sergei Pavlovich Korolev, hanno lanciato il primo satellite artificiale della Terra. Il 4 ottobre 1957 questo apparato fu messo in orbita da un razzo con motore a reazione. Il lavoro della RD si è basato sulla conversione dell'energia chimica, che viene trasferita dal carburante al getto di gas, trasformandosi in energia cinetica. In questo caso, il razzo si muove nella direzione opposta.direzione.
Il motore a reazione, il cui principio è stato utilizzato per molti anni, trova la sua applicazione non solo nell'astronautica, ma anche nell'aviazione. Ma soprattutto è usato per lanciare razzi. Dopotutto, solo l'RD è in grado di spostare il dispositivo in uno spazio in cui non è presente alcun supporto.
Motore a getto liquido
Coloro che hanno sparato con un'arma da fuoco o hanno semplicemente osservato questo processo di lato sanno che c'è una forza che sicuramente spingerà indietro la canna. Inoltre, con un importo di addebito maggiore, il rendimento aumenterà sicuramente. Il motore a reazione funziona allo stesso modo. Il suo principio di funzionamento è simile a come la canna viene spinta indietro sotto l'azione di un getto di gas caldi.
Per quanto riguarda la rucola, il processo durante il quale si accende la miscela è graduale e continuo. Questo è il motore a combustibile solido più semplice. È ben noto a tutti i modellisti di razzi.
In un motore a reazione a propellente liquido (LPRE), una miscela composta da carburante e ossidante viene utilizzata per creare un fluido di lavoro o un getto di spinta. L'ultimo, di regola, è l'acido nitrico o l'ossigeno liquido. Il carburante nell'LRE è cherosene.
Il principio di funzionamento del motore a reazione, che era nei primi esemplari, è stato preservato fino ad oggi. Solo ora utilizza idrogeno liquido. Quando questa sostanza viene ossidata, l'impulso specifico aumenta del 30% rispetto ai primi motori a razzo a propellente liquido. Vale la pena dire che l'idea di usare l'idrogeno eraproposto dallo stesso Tsiolkovsky. Tuttavia, le difficoltà di lavorare con questa sostanza estremamente esplosiva in quel momento erano semplicemente insormontabili.
Qual è il principio di funzionamento di un motore a reazione? Il carburante e l'ossidante entrano nella camera di lavoro da serbatoi separati. Successivamente, i componenti vengono convertiti in una miscela. Brucia, rilasciando un'enorme quantità di calore sotto pressione di decine di atmosfere.
I componenti entrano nella camera di lavoro di un motore a reazione in diversi modi. L'agente ossidante viene introdotto qui direttamente. Ma il carburante percorre un percorso più lungo tra le pareti della camera e l'ugello. Qui viene riscaldata e, avendo già una temperatura elevata, viene lanciata nella zona di combustione attraverso numerosi ugelli. Inoltre, il getto formato dall'ugello scoppia e fornisce all'aereo un momento di spinta. Questo è il modo in cui puoi dire quale sia il principio di funzionamento di un motore a reazione (brevemente). Questa descrizione non menziona molti componenti, senza i quali il funzionamento dell'LRE sarebbe impossibile. Tra questi ci sono i compressori necessari per creare la pressione richiesta per l'iniezione, valvole, turbine di alimentazione, ecc.
Uso moderno
Nonostante il fatto che il funzionamento di un motore a reazione richieda una grande quantità di carburante, i motori a razzo continuano a servire le persone oggi. Sono utilizzati come i principali motori di propulsione nei veicoli di lancio, nonché come motori di manovra per vari veicoli spaziali e stazioni orbitali. In aviazione vengono utilizzati altri tipi di taxiway, che hanno caratteristiche prestazionali leggermente diverse edisegno.
Sviluppo dell'aviazione
Dall'inizio del XX secolo fino allo scoppio della seconda guerra mondiale, le persone volavano solo su aerei a elica. Questi dispositivi erano dotati di motori a combustione interna. Tuttavia, i progressi non si sono fermati. Con il suo sviluppo, c'era la necessità di creare velivoli più potenti e veloci. Tuttavia, qui i progettisti di aeromobili devono affrontare un problema apparentemente insolubile. Il fatto è che anche con un leggero aumento della potenza del motore, la massa dell'aereo è aumentata in modo significativo. Tuttavia, la via d'uscita dalla situazione creata è stata trovata dall'inglese Frank Will. Ha creato un motore fondamentalmente nuovo, chiamato jet. Questa invenzione diede un potente impulso allo sviluppo dell'aviazione.
Il principio di funzionamento di un motore a reazione di un aereo è simile alle azioni di una manichetta antincendio. Il suo tubo ha un'estremità affusolata. Scorrendo attraverso una stretta apertura, l'acqua aumenta notevolmente la sua velocità. La forza di contropressione creata in questo caso è così forte che il vigile del fuoco riesce a malapena a tenere la manichetta tra le mani. Questo comportamento dell'acqua può anche spiegare il principio di funzionamento di un motore a reazione di un aereo.
Vie di rullaggio direzionali
Questo tipo di motore a reazione è il più semplice. Puoi immaginarlo sotto forma di un tubo con estremità aperte, installato su un piano mobile. Di fronte alla sua sezione trasversale si espande. A causa di questo design, l'aria in entrata riduce la sua velocità e la sua pressione aumenta. Il punto più largo di un tale tuboè la camera di combustione. Qui è dove il carburante viene iniettato e poi bruciato. Tale processo contribuisce al riscaldamento dei gas formati e alla loro forte espansione. Questo crea la spinta di un motore a reazione. È prodotto da tutti gli stessi gas quando esplodono con forza dall'estremità stretta del tubo. È questa spinta che fa volare l'aereo.
Problemi di utilizzo
I motori Sramjet presentano alcuni inconvenienti. Sono in grado di lavorare solo sull'aereo in movimento. Un aeromobile fermo non può essere attivato da vie di rullaggio a flusso diretto. Per sollevare un tale aereo in aria, è necessario qualsiasi altro motore di avviamento.
Risoluzione dei problemi
Il principio di funzionamento di un motore a reazione di un aeromobile di tipo turbojet, che è privo delle carenze di una pista di rullaggio a flusso diretto, ha consentito ai progettisti di aeromobili di creare l'aeromobile più avanzato. Come funziona questa invenzione?
L'elemento principale in un motore a turbogetto è una turbina a gas. Con il suo aiuto, viene attivato un compressore d'aria, che passa attraverso il quale l'aria compressa viene diretta in una camera speciale. I prodotti ottenuti dalla combustione del combustibile (solitamente cherosene) cadono sulle pale della turbina, che la aziona. Inoltre, il flusso di aria-gas passa nell'ugello, dove accelera a velocità elevate e crea un'enorme forza di spinta del getto.
Aumento di potenza
La forza di spinta reattiva puòaumentare notevolmente in un breve lasso di tempo. Per questo viene utilizzata la postcombustione. È l'iniezione di una quantità aggiuntiva di carburante nel flusso di gas che fuoriesce dalla turbina. L'ossigeno inutilizzato nella turbina contribuisce alla combustione del cherosene, che aumenta la spinta del motore. Alle alte velocità, l'aumento del suo valore raggiunge il 70% e alle basse velocità - 25-30%.
