Reaktyvinis varymas aviacijos komunikacijoje. Projektas „Kojos, sparnai ir... reaktyvinis variklis. Metodas, kurį naudoja salpa

Reaktyvinis varymas gamtoje ir technologijose

FIZIKOS SANTRAUKA

Reaktyvinis varymas– judėjimas, atsirandantis, kai jo dalis tam tikru greičiu atsiskiria nuo kūno.

Reaktyvioji jėga atsiranda be jokios sąveikos su išoriniais kūnais.

Reaktyvinio judėjimo taikymas gamtoje

Daugelis iš mūsų gyvenime yra susitikę plaukdami jūroje su medūzomis. Bet kokiu atveju Juodojoje jūroje jų užtenka. Tačiau mažai žmonių manė, kad medūzos taip pat naudoja reaktyvinį judėjimą. Be to, taip juda laumžirgių lervos ir kai kurios jūrinio planktono rūšys. Ir dažnai jūrų bestuburių efektyvumas naudojant reaktyvinį variklį yra daug didesnis nei techninių išradimų.

Reaktyvinį varymą naudoja daugelis moliuskų – aštuonkojai, kalmarai, sepijos. Pavyzdžiui, jūros šukutės moliuskas juda į priekį dėl vandens srovės, išmestos iš kiauto, reaktyviosios jėgos, smarkiai suspaudžiant jo vožtuvus.

Aštuonkojis

Sepijos

Sepijos, kaip ir dauguma galvakojų, vandenyje juda tokiu būdu. Ji paima vandenį į žiaunų ertmę per šoninį plyšį ir specialų piltuvėlį priešais kūną, o tada energingai išmeta vandens srovę per piltuvą. Sepijos nukreipia piltuvo vamzdelį į šoną arba atgal ir, greitai išspausdamos iš jo vandenį, gali judėti įvairiomis kryptimis.

Salpa – skaidraus kūno jūrinis gyvūnas, judėdamas paima vandenį pro priekinę angą, vanduo patenka į plačią ertmę, kurios viduje įstrižai ištemptos žiaunos. Kai tik gyvūnas išgeria didelį gurkšnį vandens, skylė užsidaro. Tada susitraukia išilginiai ir skersiniai salpos raumenys, susitraukia visas kūnas ir pro galinę angą išstumiamas vanduo. Ištekančios srovės reakcija stumia salpą į priekį.

Didžiausią susidomėjimą kelia kalmarų reaktyvinis variklis. Kalmarai yra didžiausias bestuburis vandenyno gelmių gyventojas. Kalmarai pasiekė aukščiausią reaktyvinės navigacijos meistriškumo lygį. Jie netgi turi korpusą su savo išorinėmis formomis, kurie kopijuoja raketą (arba, geriau, raketa kopijuoja kalmarą, nes šiuo klausimu ji turi neginčijamą prioritetą). Lėtai judėdami kalmarai naudoja didelį deimanto formos peleką, kuris periodiškai išlinksta. Greitam metimui jis naudoja reaktyvinį variklį. Raumeninis audinys - mantija supa moliusko kūną iš visų pusių, jo ertmės tūris yra beveik pusė kalmaro kūno tūrio. Gyvūnas įsiurbia vandenį į mantijos ertmę, o po to staigiai išstumia vandens srovę per siaurą antgalį ir dideliu greičiu juda atgal. Tokiu atveju visi dešimt kalmarų čiuptuvų surenkami į mazgą virš galvos, ir jis įgauna supaprastintą formą. Antgalis turi specialų vožtuvą, o raumenys gali jį pasukti, keisdami judėjimo kryptį. Kalmarų variklis yra labai ekonomiškas, jis gali pasiekti greitį iki 60 - 70 km / h. (Kai kurie tyrinėtojai mano, kad net iki 150 km/val.!) Kalmarai ne veltui vadinami „gyva torpeda“. Lenkiant į ryšulį sulankstytus čiuptuvus į dešinę, kairę, aukštyn arba žemyn, kalmaras pasisuka į vieną ar kitą pusę. Kadangi toks vairas, lyginant su pačiu gyvūnu, yra labai didelis, užtenka nežymaus jo judesio, kad kalmaras net ir visu greičiu lengvai išsisuktų nuo susidūrimo su kliūtimi. Staigus vairo pasukimas – ir plaukikas veržiasi į priešingą pusę. Dabar jis sulenkė piltuvo galą atgal ir dabar slysta galva į priekį. Jis išlenkė jį į dešinę, o reaktyvinis smūgis numetė jį į kairę. Tačiau kai reikia greitai plaukti, piltuvėlis visada išsikiša tiesiai tarp čiuptuvų, o kalmaras veržiasi uodega į priekį, kaip bėgtų vėžys – arklio vikrumu apdovanotas bėgikas.

Jei nereikia skubėti, kalmarai ir sepijos plaukia banguodami pelekais - miniatiūrinės bangelės bėga per juos iš priekio į galą, o gyvūnas grakščiai sklando, retkarčiais pasistumdydamas ir iš po mantijos išsviedžiama vandens srove. Tada aiškiai matomi atskiri smūgiai, kuriuos moliuskas patiria vandens čiurkšlių išsiveržimo metu. Kai kurie galvakojai gali pasiekti iki penkiasdešimt penkių kilometrų per valandą greitį. Atrodo, kad niekas neatliko tiesioginių matavimų, tačiau tai galima spręsti iš skraidančių kalmarų greičio ir nuotolio. O tokių, pasirodo, aštuonkojų giminėse yra talentų! Geriausias pilotas tarp moliuskų yra kalmaras stenoteuthis. Anglų jūreiviai tai vadina – skraidantis kalmaras („flying squid“). Tai mažas silkės dydžio gyvūnas. Jis taip greitai persekioja žuvis, kad dažnai iššoka iš vandens, veržiasi per jos paviršių kaip strėlė. Jis taip pat griebiasi šios gudrybės, kad išgelbėtų savo gyvybę nuo plėšrūnų – tuno ir skumbrės. Sukūręs maksimalią reaktyvinio vandens trauką, pilotas kalmaras pakyla į orą ir skrenda virš bangų daugiau nei penkiasdešimt metrų. Gyvos raketos skrydžio apogėjus slypi taip aukštai virš vandens, kad skraidantys kalmarai dažnai nukrenta ant vandenynų laivų denių. Keturi ar penki metrai nėra rekordinis aukštis, iki kurio kalmarai pakyla į dangų. Kartais jie skrenda dar aukščiau.

Anglų vėžiagyvių tyrinėtojas daktaras Reesas moksliniame straipsnyje aprašė kalmarą (tik 16 centimetrų ilgio), kuris, nuskridęs nemažą atstumą oru, nukrito ant jachtos tilto, iškilusio beveik septynis metrus virš vandens.

Pasitaiko, kad į laivą putojančia kaskada krenta daug skraidančių kalmarų. Senovės rašytojas Trebiusas Nigeris kartą papasakojo liūdną istoriją apie laivą, kuris tariamai net nuskendo nuo ant jo denio nukritusių skraidančių kalmarų svorio. Kalmarai gali pakilti be pagreičio.

Aštuonkojai taip pat gali skristi. Prancūzų gamtininkas Jeanas Verany pamatė, kaip paprastas aštuonkojis akvariume įsibėgėjo ir staiga iššoko iš vandens atbulomis. Apibūdindamas ore maždaug penkių metrų ilgio lanką, jis nugriuvo atgal į akvariumą. Įgavęs greitį šuoliui, aštuonkojis judėjo ne tik dėl reaktyvinės traukos, bet ir irklavo su čiuptuvais.
Maišiniai aštuonkojai, žinoma, plaukia blogiau nei kalmarai, tačiau kritiniais momentais jie gali parodyti rekordinę geriausių sprinterių klasę. Kalifornijos akvariumo darbuotojai bandė nufotografuoti aštuonkojį, puolantį krabą. Aštuonkojis puolė į grobį tokiu greičiu, kad ant plėvelės, net ir fotografuojant didžiausiu greičiu, visada buvo tepalų. Taigi, metimas truko šimtąsias sekundės dalis! Paprastai aštuonkojai plaukia palyginti lėtai. Aštuonkojų migraciją tyrinėjęs Josephas Signlas apskaičiavo, kad pusės metro aštuonkojis plaukia jūra maždaug penkiolikos kilometrų per valandą greičiu. Kiekviena iš piltuvo išmesta vandens čiurkšlė stumia jį į priekį (tiksliau – atgal, aštuonkojui plaukiant atgal) du–du su puse metro.

Reaktyvinį judėjimą galima rasti ir augalų pasaulyje. Pavyzdžiui, prinokę „pamišusio agurko“ vaisiai menkiausiu prisilietimu atšoka nuo kotelio, o iš susidariusios skylutės su jėga išstumiamas lipnus skystis su sėklomis. Pats agurkas skrenda priešinga kryptimi iki 12 m.

Žinodami impulso išsaugojimo dėsnį, galite pakeisti savo judėjimo greitį atviroje erdvėje. Jei esate valtyje ir turite sunkių akmenų, mesdami akmenis tam tikra kryptimi, būsite nukreipti į priešingą pusę. Tas pats nutiks ir kosmose, tačiau tam naudojami reaktyviniai varikliai.

Visi žino, kad šūvį iš ginklo lydi atatranka. Jei kulkos svoris būtų lygus pistoleto svoriui, jie skristų tuo pačiu greičiu. Atatranka atsiranda todėl, kad išmetama dujų masė sukuria reaktyviąją jėgą, kurios dėka galima užtikrinti judėjimą tiek ore, tiek beorėje erdvėje. Ir kuo didesnė ištekančių dujų masė ir greitis, tuo didesnę atatrankos jėgą jaučia mūsų petys, kuo stipresnė ginklo reakcija, tuo didesnė reaktyvioji jėga.

Reaktyvinio variklio panaudojimas technologijoje

Daugelį amžių žmonija svajojo apie skrydžius į kosmosą. Mokslinės fantastikos rašytojai pasiūlė įvairias priemones šiam tikslui pasiekti. XVII amžiuje pasirodė prancūzų rašytojo Cyrano de Bergerac istorija apie skrydį į Mėnulį. Šios istorijos herojus į mėnulį pateko geležiniu vagonu, virš kurio nuolat svaidė stiprų magnetą. Patrauktas jo, vagonas kilo vis aukščiau virš Žemės, kol pasiekė Mėnulį. O baronas Miunhauzenas pasakė, kad į mėnulį užkopė ant pupos stiebo.

Pirmojo mūsų eros tūkstantmečio pabaigoje Kinijoje buvo išrastas reaktyvinis variklis, kuris varė raketas – paraku pripildytus bambukinius vamzdelius, jie buvo naudojami ir kaip pramoga. Vienas pirmųjų automobilių projektų taip pat buvo su reaktyviniu varikliu ir šis projektas priklausė Newtonui

Pirmojo pasaulyje reaktyvinio lėktuvo, skirto žmonėms skraidyti, projekto autorius buvo Rusijos revoliucionierius N.I. Kibalchichas. 1881 m. balandžio 3 d. jam buvo įvykdyta mirties bausmė už dalyvavimą pasikėsinime nužudyti imperatorių Aleksandrą II. Savo projektą jis sukūrė kalėjime po mirties nuosprendžio. Kibalchichas rašė: „Būdamas kalėjime, likus kelioms dienoms iki mirties, rašau šį projektą. Tikiu savo idėjos įgyvendinamumu, ir šis tikėjimas mane palaiko mano siaubingoje padėtyje... Aš ramiai pasitiksiu mirtį, žinodamas, kad mano idėja neužges kartu su manimi.

Idėją panaudoti raketas skrydžiams į kosmosą mūsų amžiaus pradžioje pasiūlė rusų mokslininkas Konstantinas Eduardovičius Ciolkovskis. 1903 metais Kalugos gimnazijos mokytojo K.E. Ciolkovskis „Pasaulio erdvių tyrimai reaktyviniais prietaisais“. Šiame darbe buvo pateikta svarbiausia matematinė astronautikos lygtis, dabar žinoma kaip „Ciolkovskio formulė“, kuri apibūdino kintamos masės kūno judėjimą. Vėliau jis sukūrė skystojo kuro raketinio variklio schemą, pasiūlė daugiapakopę raketos konstrukciją ir išreiškė idėją apie galimybę netoli Žemės orbitoje sukurti ištisus kosminius miestus. Jis parodė, kad vienintelis aparatas, galintis įveikti gravitaciją, yra raketa, t.y. aparatas su reaktyviniu varikliu, naudojantį degalus ir oksidatorių, esantį pačiame aparate.

Reaktyvinis variklis- tai variklis, kuris cheminę kuro energiją paverčia dujų srovės kinetine energija, o variklis įgauna greitį priešinga kryptimi.

K.E. Ciolkovskio idėją įgyvendino sovietų mokslininkai, vadovaujami akademiko Sergejaus Pavlovičiaus Korolevo. Pirmasis dirbtinis Žemės palydovas istorijoje buvo paleistas raketa Sovietų Sąjungoje 1957 metų spalio 4 dieną.

Reaktyvinio judėjimo principas plačiai taikomas aviacijoje ir astronautikoje. Kosmose nėra terpės, su kuria kūnas galėtų sąveikauti ir taip pakeisti savo greičio kryptį bei modulį, todėl skrydžiams į kosmosą gali būti naudojami tik reaktyviniai orlaiviai, ty raketos.

Raketos įtaisas

Raketos judėjimas pagrįstas impulso išsaugojimo įstatymu. Jei tam tikru momentu kūnas bus išmestas iš raketos, jis įgaus tą patį pagreitį, bet nukreiptas priešinga kryptimi

Bet kurioje raketoje, nepaisant jos konstrukcijos, visada yra apvalkalas ir kuras su oksidatoriumi. Raketos korpusą sudaro naudingoji apkrova (šiuo atveju erdvėlaivis), prietaisų skyrius ir variklis (degimo kamera, siurbliai ir kt.).

Pagrindinė raketos masė yra kuras su oksidatoriumi (oksidatorius reikalingas, kad kuras degtų, nes erdvėje nėra deguonies).

Kuras ir oksidatorius pumpuojami į degimo kamerą. Kuras degdamas virsta aukštos temperatūros ir aukšto slėgio dujomis. Dėl didelio slėgio skirtumo degimo kameroje ir išorinėje erdvėje dujos iš degimo kameros galinga srove išsiveržia pro specialios formos varpelį, vadinamą antgaliu. Purkštuko paskirtis – padidinti srovės greitį.

Prieš paleidžiant raketą, jos pagreitis yra lygus nuliui. Dėl dujų sąveikos degimo kameroje ir visose kitose raketos dalyse pro purkštuką išbėgančios dujos gauna tam tikrą impulsą. Tada raketa yra uždara sistema, o bendras jos impulsas po paleidimo turi būti lygus nuliui. Todėl raketos apvalkalas, kad ir kas jame būtų, gauna impulsą, absoliučia verte lygų dujų impulsui, bet priešinga kryptimi.

Masyviausia raketos dalis, skirta paleisti ir pagreitinti visą raketą, vadinama pirmąja pakopa. Kai pirmoji masyvi daugiapakopės raketos pakopa įsibėgėjimo metu išeikvoja visas kuro atsargas, ji atsiskiria. Tolesnį įsibėgėjimą tęsia antrasis, ne toks masyvus etapas, o prie anksčiau pirmojo etapo pagalba pasiekto greičio prideda dar šiek tiek greičio, o tada atsiskiria. Trečioji pakopa toliau didina greitį iki reikiamos vertės ir pristato naudingąją apkrovą į orbitą.

Pirmasis žmogus, skridęs į kosmosą, buvo Sovietų Sąjungos pilietis Jurijus Aleksejevičius Gagarinas. 1961 m. balandžio 12 d. Jis apskriejo Žemės rutulį palydoviniu laivu „Vostok“.

Sovietinės raketos pirmosios pasiekė Mėnulį, apskriejo Mėnulį ir nufotografavo jo nematomą pusę nuo Žemės, pirmosios pasiekė Veneros planetą ir pristatė į jos paviršių mokslinius instrumentus. 1986 m. du sovietų erdvėlaiviai „Vega-1“ ir „Vega-2“ iš arti tyrinėjo Halio kometą, kuri kartą per 76 metus priartėjo prie Saulės.

Impulso išsaugojimo dėsnis yra labai svarbus svarstant reaktyvinį varymą.
Pagal reaktyvinis varymas suprasti kūno judėjimą, kuris atsiranda, kai jo dalis tam tikru greičiu atsiskiria nuo jo, pavyzdžiui, kai degimo produktai išteka iš reaktyvinio lėktuvo antgalio. Taip atsiranda vadinamoji Reaktyvioji jėga stumdamas kūną.
Reaktyviosios jėgos ypatumas yra tas, kad ji atsiranda dėl sąveikos tarp pačios sistemos dalių be jokios sąveikos su išoriniais kūnais.
Tuo tarpu jėga, suteikianti pagreitį, pavyzdžiui, pėsčiajam, laivui ar lėktuvui, atsiranda tik dėl šių kūnų sąveikos su žeme, vandeniu ar oru.

Taigi kūno judėjimą galima gauti dėl skysčio ar dujų srauto nutekėjimo.

Gamtoje reaktyvinis varymas būdingas daugiausia gyviems organizmams, gyvenantiems vandens aplinkoje.

Technologijoje reaktyvinis variklis naudojamas upių transporte (reaktyviniai varikliai), automobilių pramonėje (lenktyniniai automobiliai), kariniuose reikaluose, aviacijoje ir astronautikoje.
Visi šiuolaikiniai greitaeigiai lėktuvai aprūpinti reaktyviniais varikliais, nes. jie sugeba užtikrinti reikiamą skrydžio greitį.
Kosmose neįmanoma naudoti kitų variklių, išskyrus reaktyvinius, nes nėra atramos, nuo kurios būtų galima gauti pagreitį.

Reaktyvinės technologijos raidos istorija

Rusijos kovinės raketos kūrėjas buvo artilerijos mokslininkas K.I. Konstantinovas. 80 kg sveriančios Konstantinovo raketos nuotolis siekė 4 km.

Idėją panaudoti reaktyvinį variklį orlaivyje, reaktyvinio aeronautikos prietaiso projektą, 1881 m. iškėlė N.I. Kibalchichas.

1903 metais garsus fizikas K.E. Ciolkovskis įrodė galimybę skristi tarpplanetinėje erdvėje ir sukūrė pirmojo raketinio lėktuvo su skystojo kuro varikliu projektą.

K.E. Ciolkovskis sukūrė kosminį raketų traukinį, sudarytą iš keleto raketų, kurios veikia paeiliui ir nukrenta, kai išnaudojamas kuras.

Reaktyvinių variklių naudojimo principai

Bet kurio reaktyvinio variklio pagrindas yra degimo kamera, kurioje degant kurui susidaro labai aukštos temperatūros dujos, kurios spaudžia kameros sieneles. Dujos dideliu greičiu išeina iš siauro raketos antgalio ir sukuria srovės trauką. Pagal impulso išsaugojimo dėsnį raketa įgyja greitį priešinga kryptimi.

Sistemos impulsas (raketos degimo produktai) išlieka lygus nuliui. Kadangi raketos masė mažėja, net esant pastoviam dujų nutekėjimo greičiui, jos greitis didės ir palaipsniui pasieks maksimalią vertę.
Raketos judėjimas yra kintamos masės kūno judėjimo pavyzdys. Jo greičiui apskaičiuoti naudojamas impulso išsaugojimo įstatymas.

Reaktyviniai varikliai skirstomi į raketinius ir reaktyvinius.

raketų varikliai tiekiamas kietuoju arba skystuoju kuru.
Kietojo kuro raketiniuose varikliuose kuro ir oksidatoriaus turintis raketinis kuras bus dedamas į variklio degimo kamerą.
AT skysto kuro varikliai, skirtas paleisti erdvėlaivius, kuras ir oksidatorius yra laikomi atskirai specialiose talpyklose ir pumpuojami į degimo kamerą. Juose kaip kuras gali būti naudojamas žibalas, benzinas, alkoholis, skystas vandenilis ir kt., o kaip degimui reikalinga oksidacinė medžiaga – skystas deguonis, azoto rūgštis ir kt.

Šiuolaikinės trijų pakopų kosminės raketos paleidžiamos vertikaliai, o perėjusios per tankius atmosferos sluoksnius perkeliamos į skrydį tam tikra kryptimi. Kiekviena raketos pakopa turi savo kuro baką ir oksidatoriaus baką, taip pat savo reaktyvinį variklį. Degant kurui, panaudotos raketos pakopos išmetamos.

Oro reaktyviniai varikliaišiuo metu daugiausia naudojamas orlaiviuose. Pagrindinis jų skirtumas nuo raketinių variklių yra tas, kad oksidatorius kuro degimui yra oro deguonis, patenkantis į variklį iš atmosferos.
Reaktyviniams varikliams priskiriami turbokompresoriniai varikliai su ašiniais ir išcentriniais kompresoriais.
Tokiuose varikliuose esantį orą įsiurbia ir suspaudžia kompresorius, varomas dujų turbinos. Iš degimo kameros išeinančios dujos sukuria traukos jėgą ir sukasi turbinos rotorių.

Esant labai dideliam skrydžio greičiui, dėl artėjančio oro srauto degimo kameroje gali būti suspaustos dujos. Kompresoriaus poreikis pašalinamas.

Reaktyvinis varymas gamtoje ir technologijose

FIZIKOS SANTRAUKA

Reaktyvinis judėjimas – judėjimas, atsirandantis, kai jo dalis tam tikru greičiu atsiskiria nuo kūno.

Reaktyvioji jėga atsiranda be jokios sąveikos su išoriniais kūnais.

Reaktyvinio judėjimo taikymas gamtoje

Daugelis iš mūsų gyvenime yra susitikę plaukdami jūroje su medūzomis. Bet kokiu atveju Juodojoje jūroje jų užtenka. Tačiau mažai žmonių manė, kad medūzos taip pat naudoja reaktyvinį judėjimą. Be to, taip juda laumžirgių lervos ir kai kurios jūrinio planktono rūšys. Ir dažnai jūrų bestuburių efektyvumas naudojant reaktyvinį variklį yra daug didesnis nei techninių išradimų.

Reaktyvinį varymą naudoja daugelis moliuskų – aštuonkojai, kalmarai, sepijos. Pavyzdžiui, jūros šukutės moliuskas juda į priekį dėl vandens srovės, išmestos iš kiauto, reaktyviosios jėgos, smarkiai suspaudžiant jo vožtuvus.

Aštuonkojis

Sepijos

Sepijos, kaip ir dauguma galvakojų, vandenyje juda tokiu būdu. Ji paima vandenį į žiaunų ertmę per šoninį plyšį ir specialų piltuvėlį priešais kūną, o tada energingai išmeta vandens srovę per piltuvą. Sepijos nukreipia piltuvo vamzdelį į šoną arba atgal ir, greitai išspausdamos iš jo vandenį, gali judėti įvairiomis kryptimis.

Salpa – skaidraus kūno jūrinis gyvūnas, judėdamas paima vandenį pro priekinę angą, vanduo patenka į plačią ertmę, kurios viduje įstrižai ištemptos žiaunos. Kai tik gyvūnas išgeria didelį gurkšnį vandens, skylė užsidaro. Tada susitraukia išilginiai ir skersiniai salpos raumenys, susitraukia visas kūnas ir pro galinę angą išstumiamas vanduo. Ištekančios srovės reakcija stumia salpą į priekį.

Didžiausią susidomėjimą kelia kalmarų reaktyvinis variklis. Kalmarai yra didžiausias bestuburis vandenyno gelmių gyventojas. Kalmarai pasiekė aukščiausią reaktyvinės navigacijos meistriškumo lygį. Jie netgi turi korpusą su savo išorinėmis formomis, kurie kopijuoja raketą (arba, geriau, raketa kopijuoja kalmarą, nes šiuo klausimu ji turi neginčijamą prioritetą). Lėtai judėdami kalmarai naudoja didelį deimanto formos peleką, kuris periodiškai išlinksta. Greitam metimui jis naudoja reaktyvinį variklį. Raumeninis audinys - mantija supa moliusko kūną iš visų pusių, jo ertmės tūris yra beveik pusė kalmaro kūno tūrio. Gyvūnas įsiurbia vandenį į mantijos ertmę, o po to staigiai išstumia vandens srovę per siaurą antgalį ir dideliu greičiu juda atgal. Tokiu atveju visi dešimt kalmarų čiuptuvų surenkami į mazgą virš galvos, ir jis įgauna supaprastintą formą. Antgalis turi specialų vožtuvą, o raumenys gali jį pasukti, keisdami judėjimo kryptį. Kalmarų variklis yra labai ekonomiškas, jis gali pasiekti greitį iki 60 - 70 km / h. (Kai kurie tyrinėtojai mano, kad net iki 150 km/val.!) Kalmarai ne veltui vadinami „gyva torpeda“. Lenkiant į ryšulį sulankstytus čiuptuvus į dešinę, kairę, aukštyn arba žemyn, kalmaras pasisuka į vieną ar kitą pusę. Kadangi toks vairas, lyginant su pačiu gyvūnu, yra labai didelis, užtenka nežymaus jo judesio, kad kalmaras net ir visu greičiu lengvai išsisuktų nuo susidūrimo su kliūtimi. Staigus vairo pasukimas – ir plaukikas veržiasi į priešingą pusę. Dabar jis sulenkė piltuvo galą atgal ir dabar slysta galva į priekį. Jis išlenkė jį į dešinę, o reaktyvinis smūgis numetė jį į kairę. Tačiau kai reikia greitai plaukti, piltuvėlis visada išsikiša tiesiai tarp čiuptuvų, o kalmaras veržiasi uodega į priekį, kaip bėgtų vėžys – arklio vikrumu apdovanotas bėgikas.

Jei nereikia skubėti, kalmarai ir sepijos plaukia banguodami pelekais - miniatiūrinės bangelės bėga per juos iš priekio į galą, o gyvūnas grakščiai sklando, retkarčiais pasistumdydamas ir iš po mantijos išsviedžiama vandens srove. Tada aiškiai matomi atskiri smūgiai, kuriuos moliuskas patiria vandens čiurkšlių išsiveržimo metu. Kai kurie galvakojai gali pasiekti iki penkiasdešimt penkių kilometrų per valandą greitį. Atrodo, kad niekas neatliko tiesioginių matavimų, tačiau tai galima spręsti iš skraidančių kalmarų greičio ir nuotolio. O tokių, pasirodo, aštuonkojų giminėse yra talentų! Geriausias pilotas tarp moliuskų yra kalmaras stenoteuthis. Anglų jūreiviai tai vadina – skraidantis kalmaras („flying squid“). Tai mažas silkės dydžio gyvūnas. Jis taip greitai persekioja žuvis, kad dažnai iššoka iš vandens, veržiasi per jos paviršių kaip strėlė. Jis taip pat griebiasi šios gudrybės, kad išgelbėtų savo gyvybę nuo plėšrūnų – tuno ir skumbrės. Sukūręs maksimalią reaktyvinio vandens trauką, pilotas kalmaras pakyla į orą ir skrenda virš bangų daugiau nei penkiasdešimt metrų. Gyvos raketos skrydžio apogėjus slypi taip aukštai virš vandens, kad skraidantys kalmarai dažnai nukrenta ant vandenynų laivų denių. Keturi ar penki metrai nėra rekordinis aukštis, iki kurio kalmarai pakyla į dangų. Kartais jie skrenda dar aukščiau.

Anglų vėžiagyvių tyrinėtojas daktaras Reesas moksliniame straipsnyje aprašė kalmarą (tik 16 centimetrų ilgio), kuris, nuskridęs nemažą atstumą oru, nukrito ant jachtos tilto, iškilusio beveik septynis metrus virš vandens.

Pasitaiko, kad į laivą putojančia kaskada krenta daug skraidančių kalmarų. Senovės rašytojas Trebiusas Nigeris kartą papasakojo liūdną istoriją apie laivą, kuris tariamai net nuskendo nuo ant jo denio nukritusių skraidančių kalmarų svorio. Kalmarai gali pakilti be pagreičio.

Aštuonkojai taip pat gali skristi. Prancūzų gamtininkas Jeanas Verany pamatė, kaip paprastas aštuonkojis akvariume įsibėgėjo ir staiga iššoko iš vandens atbulomis. Apibūdindamas ore maždaug penkių metrų ilgio lanką, jis nugriuvo atgal į akvariumą. Įgavęs greitį šuoliui, aštuonkojis judėjo ne tik dėl reaktyvinės traukos, bet ir irklavo su čiuptuvais.
Maišiniai aštuonkojai, žinoma, plaukia blogiau nei kalmarai, tačiau kritiniais momentais jie gali parodyti rekordinę geriausių sprinterių klasę. Kalifornijos akvariumo darbuotojai bandė nufotografuoti aštuonkojį, puolantį krabą. Aštuonkojis puolė į grobį tokiu greičiu, kad ant plėvelės, net ir fotografuojant didžiausiu greičiu, visada buvo tepalų. Taigi, metimas truko šimtąsias sekundės dalis! Paprastai aštuonkojai plaukia palyginti lėtai. Aštuonkojų migraciją tyrinėjęs Josephas Signlas apskaičiavo, kad pusės metro aštuonkojis plaukia jūra maždaug penkiolikos kilometrų per valandą greičiu. Kiekviena iš piltuvo išmesta vandens čiurkšlė stumia jį į priekį (tiksliau – atgal, aštuonkojui plaukiant atgal) du–du su puse metro.

Reaktyvinį judėjimą galima rasti ir augalų pasaulyje. Pavyzdžiui, prinokę „pamišusio agurko“ vaisiai menkiausiu prisilietimu atšoka nuo kotelio, o iš susidariusios skylutės su jėga išstumiamas lipnus skystis su sėklomis. Pats agurkas skrenda priešinga kryptimi iki 12 m.

Žinodami impulso išsaugojimo dėsnį, galite pakeisti savo judėjimo greitį atviroje erdvėje. Jei esate valtyje ir turite sunkių akmenų, mesdami akmenis tam tikra kryptimi, būsite nukreipti į priešingą pusę. Tas pats nutiks ir kosmose, tačiau tam naudojami reaktyviniai varikliai.

Visi žino, kad šūvį iš ginklo lydi atatranka. Jei kulkos svoris būtų lygus pistoleto svoriui, jie skristų tuo pačiu greičiu. Atatranka atsiranda todėl, kad išmetama dujų masė sukuria reaktyviąją jėgą, kurios dėka galima užtikrinti judėjimą tiek ore, tiek beorėje erdvėje. Ir kuo didesnė ištekančių dujų masė ir greitis, tuo didesnę atatrankos jėgą jaučia mūsų petys, kuo stipresnė ginklo reakcija, tuo didesnė reaktyvioji jėga.

Reaktyvinio variklio panaudojimas technologijoje

Daugelį amžių žmonija svajojo apie skrydžius į kosmosą. Mokslinės fantastikos rašytojai pasiūlė įvairias priemones šiam tikslui pasiekti. XVII amžiuje pasirodė prancūzų rašytojo Cyrano de Bergerac istorija apie skrydį į Mėnulį. Šios istorijos herojus į mėnulį pateko geležiniu vagonu, virš kurio nuolat svaidė stiprų magnetą. Patrauktas jo, vagonas kilo vis aukščiau virš Žemės, kol pasiekė Mėnulį. O baronas Miunhauzenas pasakė, kad į mėnulį užkopė ant pupos stiebo.

Pirmojo mūsų eros tūkstantmečio pabaigoje Kinijoje buvo išrastas reaktyvinis variklis, kuris varė raketas – paraku pripildytus bambukinius vamzdelius, jie buvo naudojami ir kaip pramoga. Vienas pirmųjų automobilių projektų taip pat buvo su reaktyviniu varikliu ir šis projektas priklausė Newtonui

Pirmojo pasaulyje reaktyvinio lėktuvo, skirto žmonėms skraidyti, projekto autorius buvo Rusijos revoliucionierius N.I. Kibalchichas. 1881 m. balandžio 3 d. jam buvo įvykdyta mirties bausmė už dalyvavimą pasikėsinime nužudyti imperatorių Aleksandrą II. Savo projektą jis sukūrė kalėjime po mirties nuosprendžio. Kibalchichas rašė: „Būdamas kalėjime, likus kelioms dienoms iki mirties, rašau šį projektą. Tikiu savo idėjos įgyvendinamumu, ir šis tikėjimas mane palaiko mano siaubingoje padėtyje... Aš ramiai pasitiksiu mirtį, žinodamas, kad mano idėja neužges kartu su manimi.

Idėją panaudoti raketas skrydžiams į kosmosą mūsų amžiaus pradžioje pasiūlė rusų mokslininkas Konstantinas Eduardovičius Ciolkovskis. 1903 metais Kalugos gimnazijos mokytojo K.E. Ciolkovskis „Pasaulio erdvių tyrimai reaktyviniais prietaisais“. Šiame darbe buvo pateikta svarbiausia matematinė astronautikos lygtis, dabar žinoma kaip „Ciolkovskio formulė“, kuri apibūdino kintamos masės kūno judėjimą. Vėliau jis sukūrė skystojo kuro raketinio variklio schemą, pasiūlė daugiapakopę raketos konstrukciją ir išreiškė idėją apie galimybę netoli Žemės orbitoje sukurti ištisus kosminius miestus. Jis parodė, kad vienintelis aparatas, galintis įveikti gravitaciją, yra raketa, t.y. aparatas su reaktyviniu varikliu, naudojantį degalus ir oksidatorių, esantį pačiame aparate.

Reaktyvinis variklis – tai variklis, kuris cheminę kuro energiją paverčia dujų srovės kinetine energija, o variklis įgauna greitį priešinga kryptimi.

K.E. Ciolkovskio idėją įgyvendino sovietų mokslininkai, vadovaujami akademiko Sergejaus Pavlovičiaus Korolevo. Pirmasis dirbtinis Žemės palydovas istorijoje buvo paleistas raketa Sovietų Sąjungoje 1957 metų spalio 4 dieną.

Reaktyvinio judėjimo principas plačiai taikomas aviacijoje ir astronautikoje. Kosmose nėra terpės, su kuria kūnas galėtų sąveikauti ir taip pakeisti savo greičio kryptį bei modulį, todėl skrydžiams į kosmosą gali būti naudojami tik reaktyviniai orlaiviai, ty raketos.

Raketos įtaisas

Raketos judėjimas pagrįstas impulso išsaugojimo įstatymu. Jei tam tikru momentu kūnas bus išmestas iš raketos, jis įgaus tą patį pagreitį, bet nukreiptas priešinga kryptimi

Bet kurioje raketoje, nepaisant jos konstrukcijos, visada yra apvalkalas ir kuras su oksidatoriumi. Raketos korpusą sudaro naudingoji apkrova (šiuo atveju erdvėlaivis), prietaisų skyrius ir variklis (degimo kamera, siurbliai ir kt.).

Pagrindinė raketos masė yra kuras su oksidatoriumi (oksidatorius reikalingas, kad kuras degtų, nes erdvėje nėra deguonies).

Kuras ir oksidatorius pumpuojami į degimo kamerą. Kuras degdamas virsta aukštos temperatūros ir aukšto slėgio dujomis. Dėl didelio slėgio skirtumo degimo kameroje ir išorinėje erdvėje dujos iš degimo kameros galinga srove išsiveržia pro specialios formos varpelį, vadinamą antgaliu. Purkštuko paskirtis – padidinti srovės greitį.

Prieš paleidžiant raketą, jos pagreitis yra lygus nuliui. Dėl dujų sąveikos degimo kameroje ir visose kitose raketos dalyse pro purkštuką išbėgančios dujos gauna tam tikrą impulsą. Tada raketa yra uždara sistema, o bendras jos impulsas po paleidimo turi būti lygus nuliui. Todėl raketos apvalkalas, kad ir kas jame būtų, gauna impulsą, absoliučia verte lygų dujų impulsui, bet priešinga kryptimi.

Masyviausia raketos dalis, skirta paleisti ir pagreitinti visą raketą, vadinama pirmąja pakopa. Kai pirmoji masyvi daugiapakopės raketos pakopa įsibėgėjimo metu išeikvoja visas kuro atsargas, ji atsiskiria. Tolesnį įsibėgėjimą tęsia antrasis, ne toks masyvus etapas, o prie anksčiau pirmojo etapo pagalba pasiekto greičio prideda dar šiek tiek greičio, o tada atsiskiria. Trečioji pakopa toliau didina greitį iki reikiamos vertės ir pristato naudingąją apkrovą į orbitą.

Pirmasis žmogus, skridęs į kosmosą, buvo Sovietų Sąjungos pilietis Jurijus Aleksejevičius Gagarinas. 1961 m. balandžio 12 d. Jis apskriejo Žemės rutulį palydoviniu laivu „Vostok“.

Sovietinės raketos pirmosios pasiekė Mėnulį, apskriejo Mėnulį ir nufotografavo jo nematomą pusę nuo Žemės, pirmosios pasiekė Veneros planetą ir pristatė į jos paviršių mokslinius instrumentus. 1986 m. du sovietų erdvėlaiviai „Vega-1“ ir „Vega-2“ iš arti tyrinėjo Halio kometą, kuri kartą per 76 metus priartėjo prie Saulės.

Geriausiu atveju reikalauti pataisymo... “R. Feynmanas Netgi trumpa technologijų raidos istorijos apžvalga parodo nuostabų faktą, kad šiuolaikinis mokslas ir technika vystėsi lavina visos žmonijos istorijos mastu. . Jei žmogaus perėjimas nuo akmeninių įrankių prie metalo truko apie 2 milijonus metų; rato tobulinimas iš vientiso medinio į ratą su stebule, ...

Kuris pasiklydęs laiko miglose, buvo, yra ir visada bus vidaus mokslo ir kultūros židinys: ir visada bus atviras kultūriniame ir moksliniame judėjime visam pasauliui.“ * „Maskva mokslo istorijoje ir technologija“ – taip vadinasi tyrimo projektas (vadovas S. .Ilizarovas), kurį vykdo Rusijos mokslų akademijos S.I.Vavilovo gamtos mokslų ir technologijų istorijos institutas, remiamas...

Jo ilgamečio darbo įvairiose fizikinės optikos srityse rezultatai. Tai padėjo pagrindus naujai optikos krypčiai, kurią mokslininkas pavadino mikrooptika. Vavilovas daug dėmesio skyrė gamtos mokslų filosofijos ir mokslo istorijos klausimams. Jam priskiriamas M. V. Lomonosovo, V. V. Petrovo ir L. Eulerio mokslinio paveldo kūrimas, publikavimas ir propagavimas. Mokslininkas vadovavo Istorijos komisijai...

Šiandien daugumos žmonių reaktyvinis varymas, žinoma, pirmiausia siejamas su naujausiais mokslo ir technikos pasiekimais. Iš fizikos vadovėlių žinome, kad sąvoka „reaktyvus“ reiškia judėjimą, atsirandantį dėl bet kurios jo dalies atsiskyrimo nuo objekto (kūno). Žmogus norėjo pakilti į dangų į žvaigždes, stengėsi skristi, bet savo svajonę galėjo įgyvendinti tik atsiradus reaktyviniams lėktuvams ir laiptiniams erdvėlaiviams, galintiems įveikti didelius atstumus, įsibėgėti iki viršgarsinio greičio, dėka sumontuotų modernių reaktyvinių variklių. ant jų. Dizaineriai ir inžinieriai sukūrė galimybę panaudoti reaktyvinį variklį varikliuose. Fantastai taip pat neliko nuošalyje, siūlydami pačias neįtikėtiniausias idėjas ir būdus šiam tikslui pasiekti. Keista, kad šis judėjimo principas yra plačiai paplitęs laukinėje gamtoje. Užtenka apsidairyti, galima pastebėti jūrų ir sausumos gyventojus, tarp kurių yra augalų, kurių pagrindas – reaktyvusis principas.

Istorija

Net senovėje mokslininkai susidomėję tyrinėjo ir analizavo reiškinius, susijusius su reaktyviniu varikliu gamtoje. Vienas pirmųjų teoriškai pagrindė ir apibūdino jos esmę, Heronas – Senovės Graikijos mechanikas ir teoretikas, išradęs pirmąjį jo vardu pavadintą garo mašiną. Kinams pavyko rasti praktinį reaktyvinio metodo pritaikymą. Jie buvo pirmieji, remdamiesi sepijų ir aštuonkojų judėjimo metodu, dar XIII amžiuje jie išrado raketas. Jie buvo naudojami fejerverkams, darydami didelį įspūdį, taip pat kaip raketos, galėjo būti gyvų raketų, kurios buvo naudojamos kaip raketų artilerija. Laikui bėgant ši technologija atėjo į Europą.

Naujojo laiko atradėju tapo N. Kibalchichas, išradęs lėktuvo prototipo su reaktyviniu varikliu schemą. Jis buvo puikus išradėjas ir įsitikinęs revoliucionierius, už kurį sėdėjo kalėjime. Būtent būdamas kalėjime jis pateko į istoriją kurdamas savo projektą. Po egzekucijos už aktyvią revoliucinę veiklą ir pasisakymą prieš monarchiją jo išradimas buvo pamirštas archyvų lentynose. Po kurio laiko K. Ciolkovskis sugebėjo patobulinti Kibalchicho idėjas, įrodydamas galimybę tyrinėti kosmosą per erdvėlaivių reaktyvinį judėjimą.

Vėliau, Didžiojo Tėvynės karo metu, pasirodė garsiosios Katyushas, ​​lauko raketų artilerijos sistemos. Taigi meilus žmonių vardas neoficialiai reiškė galingus įrenginius, kuriuos naudojo SSRS pajėgos. Tiksliai nežinoma, dėl ko ginklas gavo šį pavadinimą. To priežastis buvo arba Blanterio dainos populiarumas, arba „K“ raidė ant skiedinio korpuso. Laikui bėgant fronto kariai pradėjo duoti kitiems ginklams pravardes, taip sukurdami naują tradiciją. Kita vertus, vokiečiai dėl savo išvaizdos šį kovinį raketų paleidimo įrenginį pavadino „stalininiais vargonais“, kurie priminė muzikos instrumentą ir skvarbų garsą, sklindantį iš paleidžiamų raketų.

Daržovių pasaulis

Faunos atstovai taip pat naudojasi reaktyvinio judėjimo dėsniais. Dauguma tokiomis savybėmis pasižyminčių augalų yra vienmečiai ir jaunikliai: dygliuotieji, lapkočiai česnakai, širdžiai jautrūs, dvigubai pjauti pikulnikai, trigyslės mehringijos.

Dygliuotasis, kitaip pašėlęs agurkas, priklauso moliūgų šeimai. Šis augalas pasiekia didelį dydį, turi storą šaknį su šiurkščiu stiebu ir dideliais lapais. Jis auga Vidurinės Azijos, Viduržemio jūros, Kaukazo teritorijoje, gana dažnas Rusijos pietuose ir Ukrainoje. Vaisiaus viduje brandinimo laikotarpiu sėklos virsta gleivėmis, kurios, veikiamos temperatūros, pradeda fermentuotis ir išskirti dujas. Arčiau brendimo slėgis vaisiaus viduje gali siekti 8 atmosferas. Tada lengvai palietus vaisius nulūžta nuo pagrindo ir iš vaisiaus 10 m/s greičiu išskrenda sėklos su skysčiu. Dėl gebėjimo šaudyti į 12 m ilgį augalas buvo vadinamas „damų pistoletu“.

Lietimo širdis yra vienmetė plačiai paplitusi rūšis. Paprastai jis randamas pavėsinguose miškuose, palei upių krantus. Patekęs į šiaurės rytinę Šiaurės Amerikos dalį ir Pietų Afriką, sėkmingai įsitvirtino. Jautri širdis dauginama sėklomis. Sėklos liečiamojoje šerdyje yra mažos, sveriančios ne daugiau kaip 5 mg, kurios išmestos į 90 cm atstumą.Dėl šio sėklų paskirstymo būdo augalas gavo savo pavadinimą.

Gyvūnų pasaulis

Reaktyvinis varymas – įdomūs faktai apie gyvūnų pasaulį. Galvakojų organizme reaktyvus judėjimas vyksta per vandenį, iškvėptą per sifoną, kuris paprastai susiaurėja iki mažos angos, kad būtų pasiektas didžiausias iškvėpimo greitis. Vanduo praeina per žiaunas prieš iškvėpdamas, vykdydamas dvigubą kvėpavimo ir judėjimo paskirtį. Jūrų kiškiai, kitaip pilvakojai, naudoja panašias judėjimo priemones, tačiau be sudėtingo galvakojų neurologinio aparato juda nerangiau.

Kai kurios riterinės žuvelės taip pat išvystė reaktyvinį varymą, leisdamos vandenį per savo žiaunas, kad papildytų pelekų varymą.

Laumžirgio lervose reaktyvioji galia pasiekiama išstumiant vandenį iš specializuotos kūno ertmės. Šukutės ir kardijos, sifonoforai, tunikos (pvz., salpos) ir kai kurios medūzos taip pat naudoja reaktyvinį variklį.

Dažniausiai šukutės tyliai guli dugne, tačiau iškilus pavojui greitai uždaro savo kiautų sklendes, todėl išstumia vandenį. Šis elgesio mechanizmas taip pat kalba apie reaktyvinio poslinkio principo naudojimą. Jo dėka šukutės gali plaukti aukštyn ir judėti dideliu atstumu, naudodamos kiauto atidarymo-uždarymo techniką.

Kalmarai taip pat naudoja šį metodą, sugerdami vandenį, o tada su didele jėga stumdami jį per piltuvą, juda ne mažesniu kaip 70 km / h greičiu. Surinkus čiuptuvus į vieną mazgą, kalmarų kūnas suformuoja supaprastintą formą. Remdamiesi tokiu kalmarų varikliu, inžinieriai sukūrė vandens patranką. Jame esantis vanduo įsiurbiamas į kamerą, o po to išmetamas per antgalį. Taigi indas nukreipiamas priešinga kryptimi nei išmestas srautas.

Palyginti su kalmarais, salpos naudoja efektyviausius variklius, išeikvodami daug mažiau energijos nei kalmarai. Judėdamas salpa paleidžia vandenį į priekyje esančią skylę, o tada patenka į plačią ertmę, kurioje ištemptos žiaunos. Po gurkšnio skylė užsidaro, o sutraukiant išilginius ir skersinius raumenis, kurie spaudžia kūną, vanduo išstumiamas pro skylę iš užpakalio.

Labiausiai neįprastas iš visų judėjimo mechanizmų gali pasigirti paprasta katė. Marcelis Desprezas pasiūlė, kad kūnas sugeba judėti ir keisti savo padėtį net ir vien vidinių jėgų padedamas (neatstumdamas ir niekuo nepasiremdamas), iš ko būtų galima daryti išvadą, kad Niutono dėsniai gali būti klaidingi. Jo prielaidos įrodymas galėtų būti katė, kuri nukrito iš aukščio. Per kritimą aukštyn kojomis ji vis tiek nusileis ant visų letenų, tai jau tapo savotiška aksioma. Išsamiai nufotografavę katės judėjimą, kadras po kadro galėjome pamatyti viską, ką ji darė ore. Matėme jos judėjimą letenėle, kuris sukėlė kūno reakciją, pasisukus priešinga kryptimi, palyginti su letenos judėjimu. Veikdama pagal Niutono dėsnius, katė sėkmingai nusileido.

Gyvūnuose viskas vyksta instinktų lygmenyje, žmogus savo ruožtu tai daro sąmoningai. Profesionalūs plaukikai, iššokę nuo bokšto, ore spėja tris kartus apsisukti, o spėję sustabdyti sukimąsi išsitiesia griežtai vertikaliai ir neria į vandenį. Tas pats principas galioja ir oro cirko gimnastams.

Kad ir kaip žmogus besistengtų pranokti gamtą, tobulindamas jos sukurtus išradimus, vis tiek dar nepasiekėme to technologinio tobulumo, kai lėktuvai galėtų pakartoti laumžirgio veiksmus: sklandyti ore, akimirksniu grįžti atgal ar persikelti į pusėje. Ir visa tai vyksta dideliu greičiu. Galbūt praeis šiek tiek daugiau laiko ir orlaivis, pakoregavęs laumžirgių aerodinamiką ir reaktyviąsias galimybes, galės atlikti staigius posūkius ir tapti mažiau jautrus išorinėms sąlygoms. Žvilgtelėjęs iš gamtos, žmogus dar gali daug tobulėti technikos pažangos labui.

Reaktyvinis varymas gamtoje ir technologijose

FIZIKOS SANTRAUKA

Reaktyvinis varymas– judėjimas, atsirandantis, kai jo dalis tam tikru greičiu atsiskiria nuo kūno.

Reaktyvioji jėga atsiranda be jokios sąveikos su išoriniais kūnais.

Reaktyvinio judėjimo taikymas gamtoje

Daugelis iš mūsų gyvenime yra susitikę plaukdami jūroje su medūzomis. Bet kokiu atveju Juodojoje jūroje jų užtenka. Tačiau mažai žmonių manė, kad medūzos taip pat naudoja reaktyvinį judėjimą. Be to, taip juda laumžirgių lervos ir kai kurios jūrinio planktono rūšys. Ir dažnai jūrų bestuburių efektyvumas naudojant reaktyvinį variklį yra daug didesnis nei techninių išradimų.

Reaktyvinį varymą naudoja daugelis moliuskų – aštuonkojai, kalmarai, sepijos. Pavyzdžiui, jūros šukutės moliuskas juda į priekį dėl vandens srovės, išmestos iš kiauto, reaktyviosios jėgos, smarkiai suspaudžiant jo vožtuvus.

Aštuonkojis

Sepijos

Sepijos, kaip ir dauguma galvakojų, vandenyje juda tokiu būdu. Ji paima vandenį į žiaunų ertmę per šoninį plyšį ir specialų piltuvėlį priešais kūną, o tada energingai išmeta vandens srovę per piltuvą. Sepijos nukreipia piltuvo vamzdelį į šoną arba atgal ir, greitai išspausdamos iš jo vandenį, gali judėti įvairiomis kryptimis.

Salpa – skaidraus kūno jūrinis gyvūnas, judėdamas paima vandenį pro priekinę angą, vanduo patenka į plačią ertmę, kurios viduje įstrižai ištemptos žiaunos. Kai tik gyvūnas išgeria didelį gurkšnį vandens, skylė užsidaro. Tada susitraukia išilginiai ir skersiniai salpos raumenys, susitraukia visas kūnas ir pro galinę angą išstumiamas vanduo. Ištekančios srovės reakcija stumia salpą į priekį.

Didžiausią susidomėjimą kelia kalmarų reaktyvinis variklis. Kalmarai yra didžiausias bestuburis vandenyno gelmių gyventojas. Kalmarai pasiekė aukščiausią reaktyvinės navigacijos meistriškumo lygį. Jie netgi turi korpusą su savo išorinėmis formomis, kurie kopijuoja raketą (arba, geriau, raketa kopijuoja kalmarą, nes šiuo klausimu ji turi neginčijamą prioritetą). Lėtai judėdami kalmarai naudoja didelį deimanto formos peleką, kuris periodiškai išlinksta. Greitam metimui jis naudoja reaktyvinį variklį. Raumeninis audinys - mantija supa moliusko kūną iš visų pusių, jo ertmės tūris yra beveik pusė kalmaro kūno tūrio. Gyvūnas įsiurbia vandenį į mantijos ertmę, o po to staigiai išstumia vandens srovę per siaurą antgalį ir dideliu greičiu juda atgal. Tokiu atveju visi dešimt kalmarų čiuptuvų surenkami į mazgą virš galvos, ir jis įgauna supaprastintą formą. Antgalis turi specialų vožtuvą, o raumenys gali jį pasukti, keisdami judėjimo kryptį. Kalmarų variklis yra labai ekonomiškas, jis gali pasiekti greitį iki 60 - 70 km / h. (Kai kurie tyrinėtojai mano, kad net iki 150 km/val.!) Kalmarai ne veltui vadinami „gyva torpeda“. Lenkiant į ryšulį sulankstytus čiuptuvus į dešinę, kairę, aukštyn arba žemyn, kalmaras pasisuka į vieną ar kitą pusę. Kadangi toks vairas, lyginant su pačiu gyvūnu, yra labai didelis, užtenka nežymaus jo judesio, kad kalmaras net ir visu greičiu lengvai išsisuktų nuo susidūrimo su kliūtimi. Staigus vairo pasukimas – ir plaukikas veržiasi į priešingą pusę. Dabar jis sulenkė piltuvo galą atgal ir dabar slysta galva į priekį. Jis išlenkė jį į dešinę, o reaktyvinis smūgis numetė jį į kairę. Tačiau kai reikia greitai plaukti, piltuvėlis visada išsikiša tiesiai tarp čiuptuvų, o kalmaras veržiasi uodega į priekį, kaip bėgtų vėžys – arklio vikrumu apdovanotas bėgikas.

Jei nereikia skubėti, kalmarai ir sepijos plaukia banguodami pelekais - miniatiūrinės bangelės bėga per juos iš priekio į galą, o gyvūnas grakščiai sklando, retkarčiais pasistumdydamas ir iš po mantijos išsviedžiama vandens srove. Tada aiškiai matomi atskiri smūgiai, kuriuos moliuskas patiria vandens čiurkšlių išsiveržimo metu. Kai kurie galvakojai gali pasiekti iki penkiasdešimt penkių kilometrų per valandą greitį. Atrodo, kad niekas neatliko tiesioginių matavimų, tačiau tai galima spręsti iš skraidančių kalmarų greičio ir nuotolio. O tokių, pasirodo, aštuonkojų giminėse yra talentų! Geriausias pilotas tarp moliuskų yra kalmaras stenoteuthis. Anglų jūreiviai tai vadina – skraidantis kalmaras („flying squid“). Tai mažas silkės dydžio gyvūnas. Jis taip greitai persekioja žuvis, kad dažnai iššoka iš vandens, veržiasi per jos paviršių kaip strėlė. Jis taip pat griebiasi šios gudrybės, kad išgelbėtų savo gyvybę nuo plėšrūnų – tuno ir skumbrės. Sukūręs maksimalią reaktyvinio vandens trauką, pilotas kalmaras pakyla į orą ir skrenda virš bangų daugiau nei penkiasdešimt metrų. Gyvos raketos skrydžio apogėjus slypi taip aukštai virš vandens, kad skraidantys kalmarai dažnai nukrenta ant vandenynų laivų denių. Keturi ar penki metrai nėra rekordinis aukštis, iki kurio kalmarai pakyla į dangų. Kartais jie skrenda dar aukščiau.

Anglų vėžiagyvių tyrinėtojas daktaras Reesas moksliniame straipsnyje aprašė kalmarą (tik 16 centimetrų ilgio), kuris, nuskridęs nemažą atstumą oru, nukrito ant jachtos tilto, iškilusio beveik septynis metrus virš vandens.

Pasitaiko, kad į laivą putojančia kaskada krenta daug skraidančių kalmarų. Senovės rašytojas Trebiusas Nigeris kartą papasakojo liūdną istoriją apie laivą, kuris tariamai net nuskendo nuo ant jo denio nukritusių skraidančių kalmarų svorio. Kalmarai gali pakilti be pagreičio.

Aštuonkojai taip pat gali skristi. Prancūzų gamtininkas Jeanas Verany pamatė, kaip paprastas aštuonkojis akvariume įsibėgėjo ir staiga iššoko iš vandens atbulomis. Apibūdindamas ore maždaug penkių metrų ilgio lanką, jis nugriuvo atgal į akvariumą. Įgavęs greitį šuoliui, aštuonkojis judėjo ne tik dėl reaktyvinės traukos, bet ir irklavo su čiuptuvais.
Maišiniai aštuonkojai, žinoma, plaukia blogiau nei kalmarai, tačiau kritiniais momentais jie gali parodyti rekordinę geriausių sprinterių klasę. Kalifornijos akvariumo darbuotojai bandė nufotografuoti aštuonkojį, puolantį krabą. Aštuonkojis puolė į grobį tokiu greičiu, kad ant plėvelės, net ir fotografuojant didžiausiu greičiu, visada buvo tepalų. Taigi, metimas truko šimtąsias sekundės dalis! Paprastai aštuonkojai plaukia palyginti lėtai. Aštuonkojų migraciją tyrinėjęs Josephas Signlas apskaičiavo, kad pusės metro aštuonkojis plaukia jūra maždaug penkiolikos kilometrų per valandą greičiu. Kiekviena iš piltuvo išmesta vandens čiurkšlė stumia jį į priekį (tiksliau – atgal, aštuonkojui plaukiant atgal) du–du su puse metro.

Reaktyvinį judėjimą galima rasti ir augalų pasaulyje. Pavyzdžiui, prinokę „pamišusio agurko“ vaisiai menkiausiu prisilietimu atšoka nuo kotelio, o iš susidariusios skylutės su jėga išstumiamas lipnus skystis su sėklomis. Pats agurkas skrenda priešinga kryptimi iki 12 m.

Žinodami impulso išsaugojimo dėsnį, galite pakeisti savo judėjimo greitį atviroje erdvėje. Jei esate valtyje ir turite sunkių akmenų, mesdami akmenis tam tikra kryptimi, būsite nukreipti į priešingą pusę. Tas pats nutiks ir kosmose, tačiau tam naudojami reaktyviniai varikliai.

Visi žino, kad šūvį iš ginklo lydi atatranka. Jei kulkos svoris būtų lygus pistoleto svoriui, jie skristų tuo pačiu greičiu. Atatranka atsiranda todėl, kad išmetama dujų masė sukuria reaktyviąją jėgą, kurios dėka galima užtikrinti judėjimą tiek ore, tiek beorėje erdvėje. Ir kuo didesnė ištekančių dujų masė ir greitis, tuo didesnę atatrankos jėgą jaučia mūsų petys, kuo stipresnė ginklo reakcija, tuo didesnė reaktyvioji jėga.

Reaktyvinio variklio panaudojimas technologijoje

Daugelį amžių žmonija svajojo apie skrydžius į kosmosą. Mokslinės fantastikos rašytojai pasiūlė įvairias priemones šiam tikslui pasiekti. XVII amžiuje pasirodė prancūzų rašytojo Cyrano de Bergerac istorija apie skrydį į Mėnulį. Šios istorijos herojus į mėnulį pateko geležiniu vagonu, virš kurio nuolat svaidė stiprų magnetą. Patrauktas jo, vagonas kilo vis aukščiau virš Žemės, kol pasiekė Mėnulį. O baronas Miunhauzenas pasakė, kad į mėnulį užkopė ant pupos stiebo.

Pirmojo mūsų eros tūkstantmečio pabaigoje Kinijoje buvo išrastas reaktyvinis variklis, kuris varė raketas – paraku pripildytus bambukinius vamzdelius, jie buvo naudojami ir kaip pramoga. Vienas pirmųjų automobilių projektų taip pat buvo su reaktyviniu varikliu ir šis projektas priklausė Newtonui

Pirmojo pasaulyje reaktyvinio lėktuvo, skirto žmonėms skraidyti, projekto autorius buvo Rusijos revoliucionierius N.I. Kibalchichas. 1881 m. balandžio 3 d. jam buvo įvykdyta mirties bausmė už dalyvavimą pasikėsinime nužudyti imperatorių Aleksandrą II. Savo projektą jis sukūrė kalėjime po mirties nuosprendžio. Kibalchichas rašė: „Būdamas kalėjime, likus kelioms dienoms iki mirties, rašau šį projektą. Tikiu savo idėjos įgyvendinamumu, ir šis tikėjimas mane palaiko mano siaubingoje padėtyje... Aš ramiai pasitiksiu mirtį, žinodamas, kad mano idėja neužges kartu su manimi.

Idėją panaudoti raketas skrydžiams į kosmosą mūsų amžiaus pradžioje pasiūlė rusų mokslininkas Konstantinas Eduardovičius Ciolkovskis. 1903 metais Kalugos gimnazijos mokytojo K.E. Ciolkovskis „Pasaulio erdvių tyrimai reaktyviniais prietaisais“. Šiame darbe buvo pateikta svarbiausia matematinė astronautikos lygtis, dabar žinoma kaip „Ciolkovskio formulė“, kuri apibūdino kintamos masės kūno judėjimą. Vėliau jis sukūrė skystojo kuro raketinio variklio schemą, pasiūlė daugiapakopę raketos konstrukciją ir išreiškė idėją apie galimybę netoli Žemės orbitoje sukurti ištisus kosminius miestus. Jis parodė, kad vienintelis aparatas, galintis įveikti gravitaciją, yra raketa, t.y. aparatas su reaktyviniu varikliu, naudojantį degalus ir oksidatorių, esantį pačiame aparate.