Daugeliui žmonių pati „reaktyvinio judėjimo“ sąvoka yra stipriai susijusi su šiuolaikiniais mokslo ir technologijų, ypač fizikos, pasiekimais, o jų galvose atsiranda vaizdai. reaktyvinis lėktuvas ar net viršgarsiniu greičiu skraidantys erdvėlaiviai, padedami patarlių reaktyvinių variklių. Tiesą sakant, reaktyvinio judėjimo reiškinys yra daug senesnis nei pats žmogus, nes jis pasirodė gerokai anksčiau nei mes, žmonės. Taip, reaktyvinis varymas gamtoje yra aktyviai atstovaujamas: medūzos, sepijos milijonus metų plaukioja jūros gelmėse pagal tą patį principą, kuriuo šiandien skraido modernūs viršgarsiniai reaktyviniai lėktuvai.

Reaktyvinio varymo istorija

Nuo seniausių laikų įvairūs mokslininkai stebėjo reaktyvinio judėjimo reiškinius gamtoje, kaip apie tai anksčiau rašė senovės graikų matematikas ir mechanikas Heronas, tačiau jis niekada neperžengė teorijos ribų.

Jei kalbėtume apie praktinis pritaikymas reaktyvinis variklis, čia pirmieji buvo išradingi kinai. Maždaug XIII amžiuje jie spėjo pasiskolinti aštuonkojų ir sepijų judėjimo principą išradę pirmąsias raketas, kurias pradėjo naudoti ir fejerverkams, ir karinėms operacijoms (kaip kariniams ir signaliniams ginklams). Kiek vėliau šį naudingą kinų išradimą perėmė arabai, o iš jų – europiečiai.

Žinoma, pirmosios sąlyginai reaktyvinės raketos buvo gana primityvios konstrukcijos ir kelis šimtmečius jos praktiškai niekaip nesivystė, atrodė, kad reaktyvinio judėjimo raidos istorija užšalo. Proveržis šiuo klausimu įvyko tik XIX a.

Kas atrado reaktyvinį variklį?

Ko gero, reaktyvinio varymo pradininko laurus „naujuoju laiku“ galima skirti Nikolajui Kibalchičiui, ne tik talentingam Rusijos išradėjui, bet ir ne visą darbo dieną dirbančiam revoliucionieriui-Liaudies savanoriui. Jūsų reaktyvinio variklio projektas ir lėktuvasžmonėms, kuriuos sukūrė sėdėdamas karališkajame kalėjime. Vėliau Kibalchičiui buvo įvykdyta mirties bausmė už revoliucinę veiklą, o jo projektas liko rinkti dulkes carinės slaptosios policijos archyvų lentynose.

Vėliau Kibalchicho darbai šia kryptimi buvo atrasti ir papildyti kito talentingo mokslininko K. E. Ciolkovskio darbais. 1903–1914 m. jis paskelbė daugybę straipsnių, kurie įtikinamai įrodė galimybę panaudoti reaktyvinį variklį kuriant erdvėlaivius, skirtus kosmoso tyrinėjimams. Jis taip pat suformavo daugiapakopių raketų naudojimo principą. Iki šiol daugelis Ciolkovskio idėjų yra naudojamos raketų moksle.

Reaktyvinio judėjimo gamtoje pavyzdžiai

Be abejo, plaukdamas jūroje matėte medūzas, bet vargu ar pagalvojote, kad šie nuostabūs (ir taip pat lėti) padarai juda taip pat dėl ​​reaktyvinio varymo. Būtent, sumažindami savo skaidrų kupolą, jie išspaudžia vandenį, kuris tarnauja kaip savotiškas „reaktyvinis variklis“ medūzoms.

Sepijos taip pat turi panašų judėjimo mechanizmą - per specialų piltuvą priešais kūną ir per šoninį plyšį ji įtraukia vandenį į savo žiaunų ertmę, o tada energingai išmeta per piltuvą, nukreipdama atgal arba į šoną ( priklausomai nuo sepijai reikalingos judėjimo krypties).

Tačiau įdomiausias gamtos sukurtas reaktyvinis variklis yra kalmaruose, kuriuos pagrįstai galima vadinti „gyvomis torpedomis“. Juk net šių gyvūnų kūnas savo forma primena raketą, nors iš tiesų viskas yra visiškai priešingai – ši raketa savo dizainu kopijuoja kalmaro kūną.

Jei kalmarui reikia greitai mesti, jis naudoja natūralų reaktyvinį variklį. Jo kūną supa mantija, specialus raumeninis audinys, o pusė viso kalmaro tūrio patenka ant mantijos ertmės, į kurią jis siurbia vandenį. Tada jis staigiai išstumia surinktą vandens srovę per siaurą antgalį, tuo pačiu užlenkdamas visus savo dešimt čiuptuvų virš galvos taip, kad įgautų sraunią formą. Tokios tobulos reaktyvinės navigacijos dėka kalmarai gali pasiekti įspūdingą 60-70 km per valandą greitį.

Tarp reaktyvinio variklio savininkų gamtoje taip pat yra augalų, būtent vadinamųjų „pamišusių agurkų“. Kai jo vaisiai sunoksta, reaguodama į menkiausią prisilietimą, jis iššauna glitimą su sėklomis

Reaktyvinio judėjimo dėsnis

Kalmarai, „pamišę agurkai“, medūzos ir kitos sepijos reaktyvinį varymą naudoja nuo senų senovės, negalvodami apie jo fizinę esmę, tačiau pabandysime išsiaiškinti, kokia yra reaktyvinio varymo esmė, koks judesys vadinamas reaktyviniu. tai apibrėžimas.

Norėdami pradėti, galite atlikti paprastą eksperimentą - jei įprastą balioną pripūsite oro ir, jo nepririšę, leisite skristi, jis skris greitai, kol jam pritrūks oro. Šis reiškinys paaiškina trečiąjį Niutono dėsnį, teigiantį, kad du kūnai sąveikauja su vienodo dydžio ir priešingos krypties jėgomis.

Tai yra, rutulio smūgio į iš jo išeinančius oro srautus jėga yra lygi jėgai, kuria oras atstumia kamuolį nuo savęs. Raketa taip pat veikia panašiu principu kaip rutulys, kuris dideliu greičiu išmeta dalį savo masės, gaudamas stiprų pagreitį priešinga kryptimi.

Impulso ir reaktyvinio judėjimo išsaugojimo dėsnis

Fizika paaiškina reaktyvinio judėjimo procesą. Impulsas yra kūno masės ir jo greičio (mv) sandauga. Kai raketa yra ramybės būsenoje, jos impulsas ir greitis yra lygūs nuliui. Kai iš jo pradedama išmesti čiurkšlė, likusi dalis pagal impulso tvermės dėsnį turi įgyti tokį greitį, kad suminis impulsas vis tiek būtų lygus nuliui.

Reaktyvinio varymo formulė

Apskritai reaktyvinį judėjimą galima apibūdinti tokia formule:
m s v s +m p v p =0
m s v s =-m p v p

čia m s v s – dujų srovės generuojamas impulsas, m p v p – impulsas, kurį priima raketa.

Minuso ženklas rodo, kad raketos kryptis ir reaktyvinio judėjimo jėga yra priešingi.

Reaktyvinis varymas technikoje – reaktyvinio variklio veikimo principas

Šiuolaikinėse technologijose reaktyvinis varymas vaidina labai svarbų vaidmenį, nes reaktyviniai varikliai varo orlaivius, erdvėlaivių. Pats reaktyvinio variklio įtaisas gali skirtis priklausomai nuo jo dydžio ir paskirties. Tačiau vienaip ar kitaip kiekvienas iš jų turi

• kuro tiekimas,
• kuro deginimo kamera,
• antgalis, kurio užduotis yra pagreitinti srovės srovę.

Taip atrodo reaktyvinis variklis.

Reaktyvinės jėgos panaudojimas gamtoje Daugelis iš mūsų gyvenime yra susitikę plaukdami jūroje su medūzomis. Tačiau mažai žmonių manė, kad medūzos taip pat naudoja reaktyvinį judėjimą. Ir dažnai jūrų bestuburių efektyvumas naudojant reaktyvinį variklį yra daug didesnis nei techno išradimų.

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.

Kalmarai Kalmarai yra didžiausias bestuburis vandenyno gelmių gyventojas. Jis juda reaktyvinio varymo principu, sugerdamas į save vandenį, o po to su didele jėga stumdamas jį per specialią skylę – „piltuvėlį“, o dideliu greičiu (apie 70 km/val.) juda atgal trinktelėdamas. Tokiu atveju visi dešimt kalmarų čiuptuvų surenkami į mazgą virš galvos ir jis įgauna supaprastintą formą.

Skraidantis kalmaras Tai mažas, maždaug silkės dydžio gyvūnas. Jis taip greitai persekioja žuvis, kad dažnai iššoka iš vandens, veržiasi per jos paviršių kaip strėlė. 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.

Aštuonkojai 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 vėl nukrito į akvariumą. Įgavęs greitį šuoliui, aštuonkojis judėjo ne tik dėl reaktyvinės traukos, bet ir irklavo su čiuptuvais.

Pašėlęs agurkas Pietų šalyse (o čia ir Juodosios jūros pakrantėje) auga augalas, vadinamas „protiniu agurku“. Tereikia lengvai paliesti prinokusį vaisių, panašų į agurką, nes jis atšoka nuo kotelio ir pro susidariusią skylutę iš vaisiaus iki 10 m/s greičiu išskrenda skystis su sėklomis. Nušauna išprotėjusį agurką (kitaip jis vadinamas „damų pistoletu“) daugiau nei 12 m.

Gamtos logika yra vaikams prieinamiausia ir naudingiausia logika.

Konstantinas Dmitrijevičius Ušinskis(1823-03-03–1871-03-01) - rusų kalbos mokytojas, mokslinės pedagogikos Rusijoje pradininkas.

BIOFIZIKA: REKLAMA GYVOJI GAMTOJE

Žaliųjų puslapių skaitytojams siūlau pasidomėti žavus biofizikos pasaulis ir susipažinti su pagrindine reaktyvinio varymo laukinėje gamtoje principai. Šios dienos programa: medūzos kampelis- didžiausia medūza Juodojoje jūroje, šukutės, iniciatyvus laumžirgio lerva, skanus kalmarai su savo neprilygstamu reaktyviniu varikliu ir nuostabios sovietinio biologo iliustracijos ir gyvūnų tapytojas Kondakovas Nikolajus Nikolajevičius.

Pagal reaktyvinio varymo principą laukinėje gamtoje juda nemažai gyvūnų, pavyzdžiui, medūzos, šukutės, laumžirgio rokerio lervos, kalmarai, aštuonkojai, sepijos... Susipažinkime su kai kuriais iš jų iš arčiau ;-)

Reaktyvinis medūzų judėjimo būdas

Medūzos yra vienas iš seniausių ir gausiausių plėšrūnų mūsų planetoje! Medūzos kūnas yra 98% vandens ir daugiausia sudarytas iš palaistomo jungiamojo audinio. mezoglėja veikiantis kaip skeletas. Mezoglėjos pagrindas yra baltymas kolagenas. Želatinis ir skaidrus medūzos kūnas yra varpelio arba skėčio formos (skersmuo nuo kelių milimetrų iki 2,5 m). Dauguma medūzų juda reaktyvus būdas išstumdamas vandenį iš skėčio ertmės.

Medūza Cornerota(Rhizostomae), skifo klasės koelenteratų atsiskyrimas. Medūza ( iki 65 cm skersmens) neturi kraštinių čiuptuvų. Burnos kraštai yra pailginti į burnos skilteles su daugybe raukšlių, kurios suauga ir sudaro daug antrinių burnos angų. Burnos skilčių palietimas gali sukelti skausmingus nudegimus dėl geliančių ląstelių veikimo. Apie 80 rūšių; Jie gyvena daugiausia atogrąžų, rečiau vidutinio klimato jūrose. Rusijoje - 2 rūšys: Rhizostoma pulmo paplitęs Juodojoje ir Azovo jūrose, Rhopilema asamushi rasta Japonijos jūroje.

Srautinio pabėgimo jūros šukutės moliuskai

Jūros vėžiagyvių šukutės, paprastai tyliai gulinčios apačioje, kai prie jų artėja pagrindinis priešas – žaviai lėtas, bet itin klastingas plėšrūnas – jūrų žvaigždės- staigiai suspauskite jų korpuso vožtuvus, jėga išstumdami iš jo vandenį. Taip naudojant reaktyvinio varymo principas, jie plūduriuoja aukštyn ir, toliau atidarydami ir uždarydami apvalkalą, gali nuplaukti nemažą atstumą. Jei dėl kokių nors priežasčių šukutės neturi laiko pabėgti su savimi reaktyvinis skrydis, jūrų žvaigždės sugriebia jį rankomis, atidaro kiautą ir suvalgo ...

Šukutės(Pecten), dvigeldžių (Bivalvia) klasės jūrų bestuburių gentis. Šukutės kiautas suapvalintas tiesiu vyrių kraštu. Jo paviršius padengtas radialiniais šonkauliais, besiskiriančiais nuo viršaus. Korpuso vožtuvus uždaro vienas stiprus raumuo. Pecten maximus, Flexopecten glaber gyvena Juodojoje jūroje; Japonijos ir Okhotsko jūrose - Mizuhopecten yessoensis ( iki 17 cm skersmens).

Rocker laumžirgis reaktyvinis siurblys

temperamentas laumžirgio lervos, arba peleninis(Aeshna sp.) ne mažiau plėšri nei jo sparnuoti giminaičiai. Dvejus, o kartais ir ketverius metus ji gyvena povandeninėje karalystėje, šliaužioja uolėtu dugnu, susekdama mažus vandens gyventojus, su malonumu įtraukdama į savo racioną gana didelio kalibro buožgalvius ir mailius. Pavojaus akimirkomis laumžirgio rokerio lerva pakyla ir trūkčioja į priekį, vedama nuostabaus žmogaus darbo. reaktyvinis siurblys. Paimdama vandenį į užpakalinę žarną ir staigiai jį išmesdama, lerva šokinėja į priekį, varoma atatrankos jėgos. Taip naudojant reaktyvinio varymo principas, rokerio laumžirgio lerva slepiasi nuo ją persekiančios grėsmės pasitikinčiais trūkčiojimais ir trūkčiojimais.

Kalmarų nervinio „greitkelio“ reaktyvūs impulsai

Visais aukščiau išvardintais atvejais (medūzų, šukučių, rokerinio laumžirgio lervų reaktyvinio varymo principai) smūgiai ir trūkčiojimai yra atskirti vienas nuo kito dideliais laiko tarpais, todėl didelis judėjimo greitis nepasiekiamas. Norėdami padidinti judėjimo greitį, kitaip tariant, reaktyviųjų impulsų skaičius per laiko vienetą, reikia padidėjęs nervų laidumas kurie skatina raumenų susitraukimą, aptarnaujantis gyvą reaktyvinį variklį. Toks didelis laidumas įmanomas esant dideliam nervo skersmeniui.

Yra žinoma, kad kalmarai turi didžiausias nervų skaidulas gyvūnų karalystėje. Vidutiniškai jie pasiekia 1 mm skersmens – 50 kartų didesni nei dauguma žinduolių – ir sužadina dideliu greičiu. 25 m/s. Ir trijų metrų kalmaras dosidicus(jis gyvena prie Čilės krantų) nervų storis fantastiškai didelis - 18 mm. Nervai stori kaip virvės! Smegenų signalai – susitraukimų sukėlėjai – dideliu greičiu lekia nerviniu kalmarų „greitkeliu“. keleivinis automobilis – 90 km/val.

Kalmarų dėka nuo XX amžiaus pradžios sparčiai pažengė į priekį nervų gyvybinės veiklos tyrimai. "Ir kas žino, rašo britų gamtininkas Frankas Lane'as, Galbūt dabar yra žmonių, kurie kalmarams skolingi, kad jų nervų sistema yra normalios būklės ... "

Kalmarų greitį ir manevringumą paaiškina ir puikus hidrodinamines formas gyvūno kūnas, kodėl kalmarai ir pravarde „gyva torpeda“.

kalmarai(Teuthoidea), dešimtakojų būrio galvakojų pobūris. Dydis paprastai yra 0,25-0,5 m, tačiau kai kurios rūšys yra didžiausi bestuburiai(Architeuthis genties kalmarai pasiekia 18 m, įskaitant čiuptuvų ilgį).
Kalmarų kūnas yra pailgas, smailus į nugarą, torpedos formos, o tai lemia didelį jų judėjimo greitį kaip vandenyje ( iki 70 km/val), ir ore (kalmarai gali iššokti iš vandens į aukštį). iki 7 m).

Squid reaktyvinis variklis

Reaktyvinis varymas , dabar naudojamas torpedose, orlaiviuose, raketose ir kosminiuose sviediniuose, taip pat būdingas galvakojai - aštuonkojai, sepijos, kalmarai. Labiausiai domina technikas ir biofizikus kalmarų reaktyvinis variklis. Atkreipkite dėmesį, kaip paprastai, su minimaliomis medžiagų sąnaudomis gamta išsprendė šią sudėtingą ir vis dar nepralenkiamą užduotį ;-)

Iš esmės kalmarai turi du iš esmės skirtingus variklius ( ryžių. 1a). Lėtai judant, jis naudoja didelį deimanto formos peleką, periodiškai pasilenkiantį važiuojančios bangos pavidalu išilgai kūno. Kalmarai naudoja reaktyvinį variklį, kad greitai nusimestų.. Šio variklio pagrindas yra mantija – raumenų audinys. Jis supa moliusko kūną iš visų pusių ir sudaro beveik pusę jo kūno tūrio ir sudaro savotišką rezervuarą - mantijos ertmė – gyvos raketos „degimo kamera“.į kurį periodiškai įsiurbiamas vanduo. Mantijos ertmėje yra kalmarų žiaunos ir vidaus organai ( ryžių. 1b).

Su reaktyviniu plaukimo būdu gyvūnas siurbia vandenį per plačią atvirą mantijos plyšį į mantijos ertmę iš ribinio sluoksnio. Mantijos tarpas sandariai „užsegamas“ specialiomis „sagų sąsagomis“, gyvo variklio „degimo kamerą“ užpildžius jūros vandeniu. Mantijos tarpas yra netoli kalmaro kūno vidurio, kur jis yra didžiausias. Jėga, sukelianti gyvūno judėjimą, sukuriama išleidžiant vandens srovę per siaurą piltuvą, kuris yra kalmaro pilvo paviršiuje. Šis piltuvas arba sifonas, - gyvo reaktyvinio variklio „purkštukas“..

Variklio „purkštukas“ turi specialų vožtuvą ir raumenys gali jį pasukti. Keičiant piltuvo-purkštuko montavimo kampą ( ryžių. 1c), kalmarai vienodai gerai plaukia tiek pirmyn, tiek atgal (jei plaukia atgal, piltuvas tęsiasi palei korpusą, o vožtuvas prispaudžiamas prie jo sienelės ir netrukdo vandens srovei, tekančiai iš mantijos ertmės; kai kalmarams reikia norint judėti į priekį, laisvas piltuvo galas šiek tiek pailgėja ir pasilenkia vertikalioje plokštumoje, jo išėjimas užlenkiamas ir vožtuvas įgauna sulenktą padėtį). Reaktyviniai smūgiai ir vandens siurbimas į mantijos ertmę nepastebimu greičiu eina vienas po kito, o kalmarai kaip raketa skrieja per vandenyno mėlynę.

Kalmarai ir jo reaktyvinis variklis – 1 pav

1a) kalmarai - gyva torpeda; 1b) kalmarų reaktyvinis variklis; 1c) antgalio ir jo vožtuvo padėtis, kai kalmarai juda pirmyn ir atgal.

Gyvūnas praleidžia sekundės dalis vandens paėmimui ir jo išvarymui. Siurbdami vandenį į mantijos ertmę laivagalio kūno dalyje lėto judėjimo inercijos laikotarpiais, kalmarai taip siurbia ribinį sluoksnį, taip užkertant kelią srauto atsiskyrimui netolygios tėkmės metu. Didindami išleidžiamo vandens dalis ir padidindami mantijos susitraukimą, kalmarai lengvai padidina judėjimo greitį.

Squid reaktyvinis variklis yra labai ekonomiškas, kad jis galėtų pasiekti greitį 70 km/val; kai kurie tyrinėtojai mano, kad netgi 150 km/val!

Inžinieriai jau sukūrė variklis panašus į kalmarų reaktyvinį variklį: tai yra vandens patranka veikia su įprastu benzininiu arba dyzeliniu varikliu. Kodėl kalmarų reaktyvinis variklis vis dar patraukia inžinierių dėmesį ir yra kruopštaus biofizikų tyrimo objektas? Darbui po vandeniu patogu turėti įrenginį, kuris veikia be prieigos prie atmosferos oro. Kūrybinės inžinierių paieškos yra skirtos dizaino kūrimui hidroreaktyvinis variklis, panašus oro čiurkšlė…

Remiantis puikiomis knygomis:
„Biofizika fizikos pamokose“ Cecilija Bunimovna Katz,
ir "Jūros primatai" Igoris Ivanovičius Akimuškina

Kondakovas Nikolajus Nikolajevičius (1908–1999) – Sovietų biologas, gyvūnų tapytojas, biologijos mokslų kandidatas. Pagrindinis jo indėlis į biologijos mokslą buvo įvairių faunos atstovų piešiniai. Šios iliustracijos buvo įtrauktos į daugybę leidinių, pvz Didžioji sovietinė enciklopedija, SSRS Raudonoji knyga, gyvūnų atlasuose ir mokymo priemonėse.

Akimuškinas Igoris Ivanovičius (01.05.1929–01.01.1993) – Sovietų biologas, rašytojas – biologijos populiarintojas, mokslo populiarinimo knygų apie gyvūnų gyvenimą autorius. Visasąjunginės draugijos „Žinių“ premijos laureatas. SSRS rašytojų sąjungos narys. Garsiausias Igorio Akimuškino leidinys yra šešių tomų knyga "Gyvūnų pasaulis".

Šio straipsnio medžiaga bus naudinga pritaikyti ne tik fizikos pamokose ir biologija bet ir popamokinėje veikloje.
Biofizinė medžiaga yra itin naudingas siekiant sutelkti studentų dėmesį, paversti abstrakčias formuluotes kažkuo konkrečia ir artima, paveikiančia ne tik intelektualinę, bet ir emocinę sferą.

Literatūra:
§ Katz Ts.B. Biofizika fizikos pamokose

§ § Akimushkin I.I. Jūros primatai
Maskva: leidykla „Mintys“, 1974 m
§ Tarasovas L.V. Fizika gamtoje
Maskva: Apšvietos leidykla, 1988 m

Rusijos Federacijos švietimo ir mokslo ministerija
FGOU SPO "Perevozsky statybos kolegija"
abstrakčiai
disciplina:
Fizika
tema: Reaktyvinis varymas

Užbaigta:
Studentas
1-121 grupės
Okuneva Alena
Patikrinta:
P.L. Vineaminovna

Miestas Perevoz
2011 m
Turinys:

Įvadas: Kas yra reaktyvinis varymas…………………………………………………………………………………………………………..3
Impulso tvermės dėsnis……………………………………………………………………….4
Reaktyvinio judėjimo taikymas gamtoje………………………………………….5
Reaktyvinio varymo naudojimas technologijoje…………………………………….….6
Reaktyvinis variklis „Tarpžemyninė raketa“…………..………………7
Fizinis reaktyvinio variklio pagrindas..................... .................... 8
Reaktyvinių variklių klasifikacija ir jų naudojimo ypatybės………………………………………………………………………….………….…….9
Orlaivio projektavimo ir kūrimo ypatumai………10
Išvada…………………………………………………………………………………………………….11
Naudotos literatūros sąrašas……………………………………………………………..12

"Reaktyvinis variklis"
Reaktyvinis judėjimas – kūno judėjimas dėl tam tikros jo dalies atsiskyrimo nuo jo tam tikru greičiu. Srovės judėjimas aprašomas remiantis impulso išsaugojimo dėsniu.
Reaktyvinis varymas, kuris dabar naudojamas lėktuvuose, raketose ir kosminiuose sviediniuose, būdingas aštuonkojams, kalmarams, sepijoms, medūzoms – visi jie be išimties naudoja išmestos vandens srovės reakciją (atatranką), kad galėtų plaukti.
Reaktyvinio varymo pavyzdžių galima rasti ir augalų pasaulyje.
Pietų šalyse auga augalas, vadinamas „pamišusiu agurku“. Tereikia lengvai paliesti prinokusį vaisių, panašų į agurką, kai jis atšoka nuo kotelio, o pro iš vaisiaus susidariusią skylutę skystis su sėklomis išskrenda iki 10 m/s greičiu.

Patys agurkai išskrenda į priešingą pusę. Nušauna išprotėjusį agurką (kitaip jis vadinamas „damų pistoletu“) daugiau nei 12 m.

"Pagreičio išsaugojimo įstatymas"
Uždaroje sistemoje visų į sistemą įtrauktų kūnų impulsų vektorinė suma išlieka pastovi bet kokiai šios sistemos kūnų sąveikai tarpusavyje.
Šis pagrindinis gamtos dėsnis vadinamas impulso išsaugojimo dėsniu. Tai antrojo ir trečiojo Niutono dėsnių pasekmė. Apsvarstykite du sąveikaujančius kūnus, kurie yra uždaros sistemos dalis.
Šių kūnų sąveikos jėgos bus pažymėtos ir Pagal trečiąjį Niutono dėsnį Jei šie kūnai sąveikauja per laiką t, tai sąveikos jėgų impulsai yra identiški absoliučia verte ir nukreipti priešingomis kryptimis: Taikykime šiems Niutono antrąjį dėsnį. kūnai:

Ši lygybė reiškia, kad dėl dviejų kūnų sąveikos jų bendras impulsas nepasikeitė. Atsižvelgdami į visas įmanomas kūnų, įtrauktų į uždarą sistemą, porų sąveikas, galime daryti išvadą, kad uždaros sistemos vidinės jėgos negali pakeisti jos bendro impulso, ty visų į šią sistemą įtrauktų kūnų momentų vektorinės sumos. Naudojant, galima žymiai sumažinti raketos paleidimo masędaugiapakopės raketoskai raketos pakopos išsiskiria degant kurui. Iš vėlesnio raketų pagreitinimo proceso neįtraukiamos konteinerių masės, kuriose yra kuras, panaudoti varikliai, valdymo sistemos ir kt.. Būtent ekonomiškų daugiapakopių raketų kūrimo keliu vystosi šiuolaikinis raketų mokslas.

„Reaktyvinio judėjimo taikymas gamtoje“
Reaktyvinį varymą naudoja daugelis moliuskų – aštuonkojai, kalmarai, sepijos. Pavyzdžiui, jūros šukutės moliuskas juda į priekį dėl vandens čiurkšlės, išmestos iš kiauto, reaktyviosios jėgos, smarkiai suspaudžiant jo vožtuvus.

Aštuonkojis
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, kuris kopijuoja raketą su išorinėmis formomis. 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.

"Reaktyvinio varymo taikymas technologijoje"
Pirmojo mūsų eros tūkstantmečio pabaigoje Kinijoje buvo išrastas reaktyvinis variklis, kuris varė raketas – bambukinius vamzdelius, pripildytus parako, jie buvo naudojami ir kaip pramoga. Vienas pirmųjų automobilių konstrukcijų 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“, apibūdinanti kintamos masės kūno judėjimą. Vėliau jis sukūrė raketos variklio įjungimo schemą skystas kuras, pasiūlė kelių pakopų raketos dizainą, 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. 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.

Reaktyvinis variklis „Tarpžemyninė raketa“
Žmonija visada svajojo keliauti į kosmosą. Įvairių priemonių šiam tikslui pasiekti siūlė rašytojai – mokslinė fantastika, mokslininkai, svajotojai. Tačiau daugelį amžių nei vienas mokslininkas, nei vienas mokslinės fantastikos rašytojas negalėjo išrasti vienintelės žmogaus dispozicijoje esančios priemonės, kurių pagalba galima įveikti gravitacijos jėgą ir skristi į kosmosą. K. E. Ciolkovskis yra kosminių skrydžių teorijos įkūrėjas.
Pirmą kartą daugelio žmonių svajones ir siekius prie realybės galėjo priartinti rusų mokslininkas Konstantinas Eduardovičius Ciolkovskis (1857-1935), įrodęs, kad vienintelis įrenginys, galintis įveikti gravitaciją, yra raketa, jis. pirmą kartą buvo pateiktas mokslinis įrodymas apie galimybę panaudoti raketą skristi į kosmosą, už žemės atmosferos ir į kitas planetas. saulės sistema. Tsoilkovskis raketą pavadino aparatu su reaktyviniu varikliu, kuris naudoja kurą ir oksidatorių.
Kaip žinote iš fizikos kurso, šūvį iš ginklo lydi atatranka. Remiantis Niutono dėsniais, kulka ir pistoletas vienodu greičiu išsisklaidytų skirtingomis kryptimis, jei jų masė būtų vienoda. Išmesta dujų masė sukuria reaktyviąją jėgą, kurios dėka galima užtikrinti judėjimą tiek ore, tiek beorėje erdvėje, taip atsiranda atatranka. Kuo didesnę atatrankos jėgą jaučia mūsų petys, tuo didesnė ištekančių dujų masė ir greitis, taigi, kuo stipresnė ginklo reakcija, tuo didesnė reaktyvioji jėga. Šie reiškiniai paaiškinami impulso išsaugojimo dėsniu:
kūnų, sudarančių uždarą sistemą, impulsų vektorinė (geometrinė) suma išlieka pastovi bet kokiems sistemos kūnų judėjimams ir sąveikoms.
Pateikta Ciolkovskio formulė yra pagrindas, kuriuo grindžiamas visas šiuolaikinių raketų skaičiavimas. Ciolkovskio skaičius yra kuro masės ir raketos masės santykis variklio veikimo pabaigoje – su tuščios raketos svoriu.
Taigi buvo nustatyta, kad didžiausias pasiekiamas raketos greitis pirmiausia priklauso nuo dujų nutekėjimo iš purkštuko greičio. O purkštuko išmetamųjų dujų greitis savo ruožtu priklauso nuo kuro rūšies ir dujų srovės temperatūros. Taigi kuo aukštesnė temperatūra, tuo greitis didesnis. Tada tikrai raketai reikia pasirinkti kaloringiausią kurą, kuris suteikia didžiausią šilumos kiekį. Iš formulės matyti, kad, be kita ko, raketos greitis priklauso nuo pradinės ir galutinės raketos masės, nuo to, kokia jos svorio dalis tenka kurui, o kokia – nuo ​​nenaudingų (skrydžio greičio atžvilgiu) konstrukcijų: korpusas, mechanizmai ir kt. d.
Pagrindinė šios Tsiolkovskio formulės išvada, skirta nustatyti kosminės raketos greitį, yra ta, kad beorėje erdvėje raketa vystysis kuo didesnis greitis, tuo didesnis dujų nutekėjimo greitis ir tuo didesnis Ciolkovskio skaičius.

„Fiziniai reaktyvinio variklio pagrindai“
Šiuolaikinių galingųjų širdyje reaktyviniai varikliai skirtingų tipų slypi tiesioginės reakcijos principas, t.y. principas sukurti varomąją jėgą (arba trauką) iš variklio ištekančios „darbinės medžiagos“, dažniausiai karštų dujų, srovės reakcijos (atatrankos) forma. Visuose varikliuose vyksta du energijos konversijos procesai. Pirmiausia kuro cheminė energija paverčiama degimo produktų šilumine energija, o vėliau šiluminė energija naudojama mechaniniams darbams atlikti. Tokie varikliai apima automobilių stūmoklinius variklius, dyzelinius lokomotyvus, elektrinių garo ir dujų turbinas ir kt. Šilumos variklyje susidarius karštoms dujoms, turinčioms didelę šiluminę energiją, ši energija turi būti paversta mechanine energija. Juk variklių paskirtis yra atlikti mechaninį darbą, kažką "judinti", įvesti, nesvarbu ar tai dinamo pagal pageidavimą papildyti elektrinės brėžinius, dyzelinas lokomotyvas, automobilis ar lėktuvas. Kad dujų šiluminė energija virstų mechanine, turi padidėti jų tūris. Esant tokiai plėtrai, dujos atlieka darbą, kuriam išeikvojama jų vidinė ir šiluminė energija.
Reaktyvinis antgalis gali būti įvairių formų ir, be to, skirtingos konstrukcijos, priklausomai nuo variklio tipo. Pagrindinis dalykas yra greitis, kuriuo dujos išteka iš variklio. Jei šis nutekėjimo greitis neviršija greičio, kuriuo garso bangos sklinda ištekančiose dujose, tai antgalis yra paprasta cilindrinė arba siaurėjanti vamzdžio dalis. Jei ištekėjimo greitis turi viršyti garso greitį, tada antgaliui suteikiama besiplečiančio vamzdžio forma arba pirmiausia susiaurėja, o paskui plečiasi (Love's antgalis). Tik tokios formos vamzdyje, kaip rodo teorija ir patirtis, įmanoma išsklaidyti dujas iki viršgarsinio greičio, peržengti „garso barjerą“.

"Reaktyvinių variklių klasifikacija ir jų naudojimo ypatybės"
Tačiau šis galingas kamienas, tiesioginės reakcijos principas, suteikė gyvybės didžiulei reaktyvinių variklių šeimos „giminės medžio“ vainikai. Susipažinti su pagrindinėmis jo lajos šakomis, vainikuojant tiesioginės reakcijos „kamieną“. Netrukus, kaip matyti iš paveikslo (žr. žemiau), šis kamienas yra padalintas į dvi dalis, tarsi suskaidytas žaibo smūgio. Abu nauji kamienai vienodai papuošti galingomis karūnomis. Toks padalijimas įvyko dėl to, kad visi „cheminiai“ reaktyviniai varikliai skirstomi į dvi klases, priklausomai nuo to, ar jie savo darbui naudoja aplinkos orą, ar ne.
Kito tipo bekompresoriniame variklyje ramjet net šio vožtuvo tinklelio nėra ir dėl greičio slėgio kyla slėgis degimo kameroje, t.y. artėjančio oro srauto, patenkančio į variklį skrydžio metu, lėtėjimas. Aišku, kad toks variklis gali veikti tik tada, kai orlaivis jau skrenda pakankamai dideliu greičiu, aikštelėje jis neišvys traukos. Bet iš kitos pusės, važiuojant labai dideliu greičiu, 4-5 kartus didesniu už garso greitį, ramjetas išvysto labai didelę trauką ir sunaudoja mažiau degalų nei bet kuris kitas „cheminis“ reaktyvinis variklis tokiomis sąlygomis. Štai kodėl reaktyviniai varikliai.
ir tt................