У багатьох людей саме поняття «реактивного руху» міцно асоціюється із сучасними досягненнями науки і техніки, особливо фізики, а в голові з'являються образи реактивних літаківабо навіть космічних кораблів, що літають на надзвукових швидкостях за допомогою горезвісних реактивних двигунів. Насправді явище реактивного руху набагато давніше, ніж навіть сама людина, адже воно з'явилося задовго до нас, людей. Так, реактивний рух активно представлений у природі: медузи, каракатиці ось уже мільйони років плавають у морських безоднях за тим самим принципом, за яким сьогодні літають сучасні надзвукові реактивні літаки.

Історія реактивного руху

З давніх часів різні вчені спостерігали явища реактивного руху в природі, так раніше за всіх про нього писав давньогрецький математик і механік Герон, щоправда, далі за теорію він так і не зайшов.

Якщо ж говорити про практичному застосуванніреактивного руху, першими тут були винахідливі китайці. Приблизно в XIII столітті вони здогадалися запозичити принцип руху восьминогів і каракатиць при винаході перших ракет, які вони почали використовувати як для феєрверків, так і для бойових дій (як бойова і сигнальна зброя). Трохи згодом цей корисний винахід китайців перейняли араби, а від них уже й європейці.

Зрозуміло, перші умовно реактивні ракети мали порівняно примітивну конструкцію і протягом кількох століть вони практично не розвивалися, здавалося, що історія розвитку реактивного руху завмерла. Прорив у цій справі стався лише у ХІХ столітті.

Хто відкрив реактивний рух?

Мабуть, лаври першовідкривача реактивного руху в «новому часі» можна присудити Миколі Кібальчичу, як талановитому російському винахіднику, а й за сумісництвом революціонеру-народовольцю. Свій проект реактивного двигуна та літального апаратудля людей він створив сидячи у царській в'язниці. Пізніше Кібальчич був страчений за свою революційну діяльність, а його проект так і залишився припадати пилом на полицях в архівах царської охранки.

Пізніше роботи Кібальчича у цьому напрямі були відкриті та доповнені працями ще одного талановитого вченого К. Е. Ціолковського. З 1903 по 1914 рік він опублікував ряд робіт, у яких переконливо доводилася можливість використання реактивного руху під час створення космічних кораблів на дослідження космічного простору. Їм був сформований принцип використання багатоступінчастих ракет. І до цього дня багато ідей Ціолковського застосовуються в ракетобудуванні.

Приклади реактивного руху у природі

Напевно купаючись у морі, Ви бачили медуз, але навряд чи замислювалися, що пересуваються ці дивовижні (і до того ж повільні) істоти завдяки реактивному руху. А саме за допомогою скорочення свого прозорого бані вони видавлюють воду, яка служить свого роду «реактивним двигуном» медуз.

Схожий механізм руху має і каракатиця - через особливу вирву попереду тіла і через бічну щілину вона набирає воду в свою зяброву порожнину, а потім енергійно викидає її через лійку, спрямовану назад або в бік (залежно від напрямку руху потрібного каракатиці).

Але найцікавіший реактивний двигун, створений природою, є у кальмарів, яких цілком справедливо можна назвати «живими торпедами». Адже навіть тіло цих тварин за своєю формою нагадує ракету, хоча по правді все якраз із точністю навпаки – це ракета своєю конструкцією копіює тіло кальмара.

Якщо кальмару необхідно зробити швидкий кидок, він використовує природний реактивний двигун. Тіло його оточене мантією, особливою м'язовою тканиною і половина об'єму всього кальмара припадає на мантійну порожнину, в яку всмоктує воду. Потім він різко викидає набраний струмінь води через вузьке сопло, при цьому складаючи всі свої дісти щупалець над головою таким чином, щоб набути обтічної форми. Завдяки досконалій реактивній навігації кальмари можуть досягати вражаючої швидкості – 60-70 км на годину.

Серед власників реактивного двигуна в природі є й рослини, а саме так званий «шалений огірок». Коли його плоди дозрівають, у відповідь на найлегший дотик він вистрілює клейковиною з насінням

Закон реактивного руху

Кальмари, «шалені огірки», медузи та інші каракатиці з давніх-давен користуються реактивним рухом, не замислюючись про його фізичну сутність, ми ж спробуємо розібрати, у чому суть реактивного руху, який рух називають реактивним, дати йому визначення.

Для початку можна вдатися до простого досвіду - якщо звичайна повітряна кулька надуть повітрям і, не зав'язуючи відпустити в політ, він буде стрімко летіти, поки у нього не витрачено запас повітря. Таке явище пояснює третій закон Ньютона, який говорить, що два тіла взаємодіють із силами рівними за величиною та протилежними у напрямку.

Тобто сила впливу кульки на потоки повітря, що вириваються з неї, дорівнює силі, якою повітря відштовхує від себе кульку. За схожим з кулькою принципом працює і ракета, яка на великій швидкості викидає частину своєї маси, при цьому отримуючи сильне прискорення у протилежному напрямку.

Закон збереження імпульсу та реактивний рух

Фізика пояснює процес реактивного руху. Імпульс - це добуток маси тіла на його швидкість (mv). Коли ракета перебуває у стані спокою її імпульс і швидкість дорівнюють нулю. Коли ж із неї починає викидатися реактивний струмінь, то решта згідно із законом збереження імпульсу, має придбати таку швидкість, за якої сумарний імпульс буде по колишньому дорівнює нулю.

Формула реактивного руху

Загалом реактивний рух можна описати такою формулою:
m s v s +m р v р =0
m s v s = -m р v р

де m s v s імпульс створюваним струменем газів, m р v р імпульс, отриманий ракетою.

Знак мінус показує, що напрямок руху ракети та сила реактивного руху струменя протилежні.

Реактивний рух у техніці – принцип роботи реактивного двигуна

У сучасній техніці реактивний рух відіграє дуже важливу роль, так реактивні двигуни надають руху літакам, космічні кораблі. Сам пристрій реактивного двигуна може відрізнятися залежно від його розміру та призначення. Але так чи інакше у кожному з них є

• запас палива,
• камера, для згоряння палива,
• сопло, завдання якого прискорювати реактивний струмінь.

Такий вигляд має реактивний двигун.

Багато хто з нас у своєму житті зустрічалися під час купання в морі з медузами. Але мало хто замислювався, що медузи для пересування користуються реактивним рухом. І часто ККД морських безхребетних тварин при використанні реактивного руху набагато вище, ніж у техно винаходів.

Каракатиця Каракатиця, як і більшість головоногих молюсків, рухається у воді в такий спосіб. Вона забирає воду в зяброву порожнину через бічну щілину і особливу вирву попереду тіла, а потім енергійно викидає струмінь води через вирву. Каракатиця спрямовує трубку вирви в бік або назад і швидко видавлюючи з неї воду, може рухатися в різні боки.

Кальмар Кальмар є найбільшим безхребетним мешканцем океанських глибин. Він пересувається за принципом реактивного руху, вбираючи в себе воду, а потім з величезною силою проштовхуючи її через особливе отвір - "воронку", і з великою швидкістю (близько 70 км\годину) рухається поштовхами назад. При цьому всі десять щупалець кальмара збираються у вузол над головою і він набуває обтічної форми.

Літаючий кальмар Це невелика тварина розміром із оселедець. Він переслідує риби з такою стрімкістю, що нерідко вискакує з води, стрілою проносячись над її поверхнею. Розвинувши у воді максимальну реактивну тягу, кальмар-пілот стартує у повітря та пролітає над хвилями понад п'ятдесят метрів. Апогей польоту живої ракети лежить так високо над водою, що кальмари, що літають, нерідко потрапляють на палуби океанських суден. Чотири-п'ять метрів – не рекордна висота, на яку здіймаються в небо кальмари. Іноді вони злітають ще вище.

Восьминіг Восьминоги теж уміють літати. Французький натураліст Жан Верані бачив, як звичайний восьминіг розігнався в акваріумі і раптом задом наперед несподівано вискочив із води. Описавши в повітрі дугу довжиною метрів за п'ять, він плюхнувся назад в акваріум. Набираючи швидкість для стрибка, восьминіг рухався не лише за рахунок реактивної тяги, а й гріб щупальцями.

Шалений огірок У південних країнах (і у нас на узбережжі Чорного моря теж) росте рослина під назвою "шалений огірок". Варто лише злегка доторкнутися до дозрілого плоду, схожому на огірок, як він відскакує від плодоніжки, а через отвір з плоду, що утворився, зі швидкістю до 10 м/с вилітає рідина з насінням. Стріляє скажений огірок (інакше його називають «жіночий пістолет») більш ніж на 12 м-коду.

Логіка природи є найдоступніша і найкорисніша логіка для дітей.

Костянтин Дмитрович Ушинський(03.03.1823-03.01.1871) - російський педагог, основоположник наукової педагогіки в Росії.

БІОФІЗИКА: РЕАКТИВНИЙ РУХ У ЖИВІЙ ПРИРОДІ

Пропоную читачам зелених сторінок заглянути в захоплюючий світ біофізикита познайомитися з основними принципами реактивного руху у живій природі. Сьогодні у програмі: медуза корнерот- Найбільша медуза Чорного моря, морські гребінці, підприємлива личинка бабки-коромисла, чудовий кальмар з його неперевершеним реактивним двигуномі чудові ілюстрації у виконанні радянського біолога та художника-анімаліста КондаковаМиколи Миколайовича.

За принципом реактивного руху в живій природі пересувається ціла низка тварин, наприклад медузи, морські молюски гребінці, личинки бабки-коромисла, кальмари, восьминоги, каракатиці... Познайомимося з деякими з них ближче;-)

Реактивний спосіб руху медуз

Медузи – одні з найдавніших та найчисельніших хижаків на нашій планеті!Тіло медузи на 98% складається з води та у значній частині складено з обводненої сполучної тканини – мезоглеїфункціонує як скелет. Основу мезоглії становить білок колаген. Студентисте та прозоре тіло медузи за формою нагадує дзвін чи парасольку (в діаметрі від кількох міліметрів) до 2,5 м). Більшість медуз рухаються реактивним способомвиштовхуючи воду з порожнини парасольки.

Медузи Корнероти(Rhizostomae), загін кишковопорожнинних тварин класу сцифоїдних. Медузи ( до 65 сму діаметрі) позбавлені крайових щупалець. Краї рота витягнуті в ротові лопаті з численними складками, що зростаються між собою з утворенням вторинних ротових отворів. Дотик до ротових лопат може викликати хворобливі опіки., обумовлені дією стріляльних клітин Близько 80 видів; мешкають переважно у тропічних, рідше у помірних морях. У Росії – 2 види: Rhizostoma pulmoзвичайний у Чорному та Азовському морях, Rhopilema asamushiзустрічається у Японському морі.

Реактивна втеча морських молюсків гребінців

Морські молюски гребінці, зазвичай спокійно лежать на дні, при наближенні до них головного ворога – чудово повільної, але надзвичайно підступної хижачки – морської зірки- різко стискають стулки своєї раковини, з силою виштовхуючи з неї воду. Використовуючи таким чином, принцип реактивного руху, вони спливають і, продовжуючи відкривати та захлопувати раковину, можуть відпливати на значну відстань. Якщо ж гребінець чомусь не встигає врятуватися своїм реактивною втечею, морська зіркаобхоплює його своїми руками, розкриває раковину та поїдає.

Морський гребінець(Pecten), рід морських безхребетних тварин класу двостулкових молюсків (Bivalvia). Раковина гребінця округла із прямим замковим краєм. Поверхня її покрита радіальними ребрами, що розходяться від вершини. Стулки раковини замикаються одним сильним м'язом. У Чорному морі живуть Pecten maximus, Flexopecten glaber; в Японському та Охотському морях – Mizuhopecten yessoensis ( до 17 сму діаметрі).

Реактивний насос личинки бабки-коромисла

Вдача у личинки бабки-коромисла, або ешни(Aeshna sp.) не менш хижий, ніж у її крилатих родичів. Два, а іноді й чотири роки живе вона в підводному царстві, повзає кам'янистим днем, вистежуючи дрібних водних жителів, із задоволенням включаючи до свого раціону великокаліберних пуголовків і мальків. У хвилини небезпеки личинка бабки-коромисла зривається з місця і ривками пливе вперед, керована роботою чудового. реактивного насоса. Набираючи воду в задню кишку, а потім різко викидаючи її, личинка стрибає вперед, підганяється силою віддачі. Використовуючи таким чином, принцип реактивного руху, Личинка бабки-коромисла впевненими поштовхами-ривками ховається від її загрози, що переслідує.

Реактивні імпульси нервової "автостради" кальмарів

У всіх, наведених вище випадках (принципах реактивного руху медуз, гребінців, личинок бабки-коромисла), поштовхи та ривки відокремлені один від одного значними проміжками часу, отже, велика швидкість руху не досягається. Щоб збільшилася швидкість руху, інакше кажучи, число реактивних імпульсів за одиницю часу, необхідна підвищена провідність нервів, які збуджують скорочення м'язів, обслуговуючих живий реактивний двигун. Така велика провідність можлива за великого діаметра нерва.

Відомо що у кальмарів найбільші у тваринному світі нервові волокна. У середньому вони досягають у діаметрі 1 мм – у 50 разів більше, ніж у більшості ссавців – і проводять збудження вони зі швидкістю 25 м/с. А у триметрового кальмара дозидікуса(Він мешкає біля берегів Чилі) товщина нервів фантастично велика 18 мм. Нерви товсті, як мотузки! Сигнали мозку – збудники скорочень – мчать нервовою «автострадою» кальмара зі швидкістю легкового автомобіля – 90 км/год.

Завдяки кальмарам, дослідження життєдіяльності нервів ще на початку 20 століття швидко просунулися вперед. «І хто знає, - пише британський натураліст Френк Лейн, - можливо, є зараз люди, зобов'язані кальмару тим, що їхня нервова система перебуває в нормальному стані ... »

Швидкість і маневреність кальмара пояснюється також прекрасними гідродинамічні формитіла тварини, за що кальмара і прозвали «живою торпедою».

Кальмари(Teuthoidea), підряд головоногих молюсків загону десятиногих. Розміром зазвичай 0,25-0,5 м, але деякі види є найбільшими безхребетними тваринами(кальмари роду Architeuthis досягають 18 м, включаючи довжину щупалець).
Тіло у кальмарів подовжене, загострене ззаду, торпедоподібне, що визначає велику швидкість їх руху як у воді. до 70 км/год), так і в повітрі (кальмари можуть вискакувати з води на висоту до 7 м).

Реактивний двигун кальмара

Реактивний рух , що використовується нині в торпедах, літаках, ракетах і космічних снарядах, властиво також головоногим молюскам – восьминогам, каракатиці, кальмарам. Найбільший інтерес для техніків та біофізиків становить реактивний двигун кальмарів. Зверніть увагу, як просто, з якою мінімальною витратою матеріалу вирішила природа це складне і досі неперевершене завдання;-)

По суті, кальмар має в своєму розпорядженні два принципово різні двигуни ( Рис. 1а). При повільному переміщенні він користується великим ромбовидним плавником, що періодично згинається у вигляді хвилі, що біжить, уздовж корпусу тіла. Для швидкого кидка кальмар використовує реактивний двигун. Основою цього двигуна є мантія м'язова тканина. Вона оточує тіло молюска з усіх боків, становлячи майже половину обсягу його тіла, і утворює своєрідний резервуар. мантійну порожнину – «камеру згоряння» живої ракети, в яку періодично засмоктується вода. У мантійній порожнині знаходяться зябра та внутрішні органи кальмару. Рис. 1б).

При реактивному способі плаваннятварина виробляє засмоктування води через широко відкриту щілину мантійну всередину мантійної порожнини з прикордонного шару. Мантійна щілина щільно "застібається" на спеціальні "запонки-кнопки" після того, як "камера згоряння" живого двигуна наповниться забортною водою. Розташована мантійна щілина поблизу середини тіла кальмара, де має найбільшу товщину. Сила, що викликає рух тварини, створюється за рахунок викидання струменя води через вузьку вирву, яка розташована на черевній поверхні кальмара. Ця вирва, або сифон, - "сопло" живого реактивного двигуна.

«Сопло» двигуна має спеціальний клапанта м'язи можуть його повертати. Змінюючи кут установки вирви-сопла ( Рис. 1в), кальмар пливе однаково добре, як вперед, так і назад (якщо він пливе назад, - вирва витягується вздовж тіла, а клапан притиснутий до її стінки і не заважає водяному струменю, що витікає з мантійної порожнини; коли кальмару потрібно рухатися вперед, вільний кінець вирви дещо подовжується і згинається у вертикальній площині, її вихідний отвір згортається і клапан приймає вигнуте положення. Реактивні поштовхи та всмоктування води в мантійну порожнину з невловимою швидкістю йдуть одне за одним, і кальмар ракетою проноситься у синяві океану.

Кальмар та його реактивний двигун – малюнок 1

1а) кальмар – жива торпеда; 1б) реактивний двигун кальмара; 1в) положення сопла та його клапана під час руху кальмара назад і вперед.

На забір води та її виштовхування тварина витрачає частки секунди. Засмоктуючи воду в мантійну порожнину в кормовій частині тіла в періоди уповільнених інерційних рухів, кальмар тим самим здійснює відсмоктування прикордонного шару, запобігаючи таким чином зрив потоку при нестаціонарному режимі обтікання. Збільшуючи порції води, що викидається, і частіша скорочення мантії, кальмар легко збільшує швидкість руху.

Реактивний двигун кальмара дуже економічнийзавдяки чому він може досягати швидкості 70 км/год; деякі дослідники вважають, що навіть 150 км/год!

Інженери вже створили двигун, подібний до реактивного двигуна кальмара: це водомет, що діє за допомогою звичайного бензинового або дизельного двигуна Чому ж реактивний двигун кальмараЯк і раніше, привертає увагу інженерів і є об'єктом ретельних досліджень біофізиків? Для роботи під водою зручно мати пристрій без доступу атмосферного повітря. Творчі пошуки інженерів спрямовані створення конструкції гідрореактивного двигуна, подібного повітряно-реактивному…

За матеріалами чудових книг:
«Біофізика під час уроків фізики»Цецилії Бунімівни Кац,
і «Примати моря»Ігоря Івановича Якимушкина

Кондаков Микола Миколайович (1908–1999) – радянський біолог, художник-анімаліст, кандидат біологічних наук. Основним внеском у біологічну науку стали виконані ним малюнки різних представників фауни. Ці ілюстрації увійшли до багатьох видань, таких як Велика Радянська Енциклопедія, Червона книга СРСР, в атласи тварин та у навчальні посібники.

Якимушкин Ігор Іванович (01.05.1929–01.01.1993) – радянський біолог, письменник – популяризатор біології, автор науково-популярних книг про життя тварин Лауреат премії Всесоюзного товариства "Знання". Член Спілки письменників СРСР. Найбільш відомою публікацією Ігоря Акімушкіна є шеститомна книга "Світ тварин".

Матеріали цієї статті корисно застосувати не лише на уроках фізикиі біології, а й у позакласній роботі.
Біофізичний матеріалє надзвичайно благодатним для мобілізації уваги учнів, перетворення абстрактних формулювань на щось конкретне і близьке, що зачіпає як інтелектуальну, а й емоційну сферу.

Література:
§ Кац Ц.Б. Біофізика під час уроків фізики

§ § Якимушкін І.І. Примати моря
Москва: видавництво «Думка», 1974
§ Тарасов Л.В. Фізика у природі
Москва: видавництво «Освіта», 1988

Міністерство Освіти та Науки РФ
ФГОУ СПО «Перевізський Будівельний Коледж»
Реферат
дисципліна:
Фізика
тема: Реактивний рух

Виконав:
Студент
Групи 1-121
Окуньова Олена
Перевірив:
П.Л.Вінеамінівна

Місто Перевіз
2011 рік
Зміст:

Вступ: що таке Реактивний рух………………………………………………………… …..…………………………………..3
Закон збереження імпульсу………………………………………………………… ………….4
Застосування реактивного руху на природе…………………………..….…....5
Застосування реактивного руху на техніці…….…………………...…..….….6
Реактивний рух «Міжконтинентальна ракета»…………..………...…7
Фізичні основи роботи реактивного двигуна..................... .................... 8
Класифікація реактивних двигунів та особливості їх використання…………………………………………… ………………………….………….…….9
Особливості проектування та створення літального апарату…..…10
Заключение…………………………………………………… ……………………………………….11
Список використаної літератури…………………………………………………… …..12

«Реактивний рух»
Реактивний рух - рух тіла, обумовлений відділенням від нього з деякою швидкістю якоїсь його частини. Реактивний рух описується, виходячи із закону збереження імпульсу.
Реактивний рух, що використовується нині в літаках, ракетах і космічних снарядах, властивий восьминогам, кальмарам, каракатиці, медуз - всі вони, без винятку, використовують для плавання реакцію (віддачу) струменя води, що викидається.
Приклади реактивного руху можна знайти і у світі рослин.
У південних країнах росте рослина під назвою "шалений огірок". Варто лише злегка доторкнутися до дозрілого плоду, схожому на огірок, як він відскакує від плодоніжки, а через отвір з плоду, що утворився, фонтаном зі швидкістю до 10 м/с вилітає рідина з насінням.

Самі огірки при цьому відлітають у протилежному напрямку. Стріляє скажений огірок (інакше його називають «жіночий пістолет») більш ніж на 12 м-коду.

«Закон збереження імпульсу»
У замкнутій системі векторна сума імпульсів всіх тіл, що входять до системи, залишається постійною за будь-яких взаємодій тіл цієї системи між собою.
Цей фундаментальний закон природи називається законом збереження імпульсу. Він є наслідком другого і третього законів Ньютона. Розглянемо два взаємодіючі тіла, що входять до складу замкнутої системи.
Сили взаємодії між цими тілами позначимо через і По третьому закону Ньютона Якщо ці тіла взаємодіють протягом часу t, то імпульси сил взаємодії однакові за модулем і направлені в протилежні сторони:

Ця рівність означає, що в результаті взаємодії двох тіл їхній сумарний імпульс не змінився. Розглядаючи тепер різні парні взаємодії тіл, які входять у замкнуту систему, можна дійти невтішного висновку, що внутрішні сили замкнутої системи що неспроможні змінити її сумарний імпульс, т. е. векторну суму імпульсів всіх тіл, які входять у цю систему. Значне зниження стартової маси ракети може бути досягнуто при використаннібагатоступінчастих ракетколи щаблі ракети відокремлюються в міру вигоряння палива. З процесу наступного розгону ракети виключаються маси контейнерів, у яких перебувало паливо, відпрацьовані двигуни, системи управління тощо. буд. Саме шляхом створення економічних багатоступінчастих ракет розвивається сучасне ракетобудування.

«Застосування реактивного руху на природі»
Реактивний рух використовується багатьма молюсками – восьминогами, кальмарами, каракатицями. Наприклад, морський молюск-гребінець рухається вперед за рахунок реактивної сили струменя води, викинутої з раковини при різкому стисканні її стулок.

Восьминіг
Каракатиця, як і більшість головоногих молюсків, рухається у воді в такий спосіб. Вона забирає воду в зяброву порожнину через бічну щілину і особливу вирву попереду тіла, а потім енергійно викидає струмінь води через вирву. Каракатиця спрямовує трубку вирви в бік або назад і швидко видавлюючи з неї воду, може рухатися в різні боки.
Сальпа - морська тварина з прозорим тілом, під час руху приймає воду через передній отвір, причому вода потрапляє в широку порожнину, всередині якої по діагоналі натягнуті зябра. Як тільки тварина зробить великий ковток води, отвір закривається. Тоді поздовжні та поперечні м'язи сальпи скорочуються, все тіло стискається, і вода через задній отвір виштовхується назовні. Реакція струменя, що витікає, штовхає сальпу вперед. Найбільший інтерес має реактивний двигун кальмара. Кальмар є найбільшим безхребетним мешканцем океанських глибин. Кальмари досягли найвищої досконалості у реактивній навігації. Вони навіть тіло своїми зовнішніми формами копіює ракету. Знаючи закон збереження імпульсу, можна змінювати власну швидкість переміщення у відкритому просторі. Якщо ви знаходитесь в човні і у вас є кілька важких каменів, то кидаючи каміння у певний бік ви рухатиметеся в протилежному напрямку. Те саме буде і в космічному просторі, але там для цього використовують реактивні двигуни.

«Застосування реактивного руху на техніці»
Наприкінці першого тисячоліття нашої ери в Китаї винайшли реактивний рух, який наводив на дію ракети - бамбукові трубки, начинені порохом, вони також використовувалися як забава. Один із перших проектів автомобілів був також із реактивним двигуном і належав цей проект Ньютону.
Автором першого світі проекту реактивного літального апарату, призначеного для польоту людини, був російський революціонер – народовець Н.І. Кібальчич. Його стратили 3 квітня 1881 р. за участь у замаху на імператора Олександра ІІ. Свій проект він розробив у в'язниці після смертного вироку. Кібальчич писав: “Знаковуючи, за кілька днів до своєї смерті я пишу цей проект. Я вірю в здійсненність моєї ідеї, і ця віра підтримує мене у моєму жахливому становищі…Я спокійно зустріну смерть, знаючи, що моя ідея не загине разом зі мною”.
Ідея використання ракет для космічних польотів була запропонована ще на початку нашого століття російським ученим Костянтином Едуардовичем Ціолковським. У 1903 року з'явилася друком стаття викладача калузької гімназії К.Э. Ціолковського "Дослідження світових просторів реактивними приладами". У цьому роботі містилося найважливіше для космонавтики математичне рівняння, тепер відоме як “формула Ціолковського”, яке описувало рух тіла змінної маси. Надалі він розробив схему ракетного двигуна на рідкому паливіЗапропонував багатоступінчасту конструкцію ракети, висловив ідею про можливість створення цілих космічних міст на навколоземній орбіті. Він показав, єдиний апарат, здатний подолати силу тяжкості - це ракета, тобто. апарат з реактивним двигуном, що використовує пальне та окисник, що знаходяться на самому апараті. Радянські ракети першими досягли Місяця, облетіли Місяць і сфотографували його невидиму із Землі бік, першими досягли планету Венера і доставили її поверхню наукові прилади. У 1986 р. два радянські космічні кораблі «Вега-1» і «Вега-2» з близької відстані досліджували комету Галлея, що наближається до Сонця раз на 76 років.

Реактивний рух «Міжконтинентальна ракета»
Людство завжди мріяло про подорож до космосу. Найрізноманітніші засоби для досягнення цієї мети пропонували письменники – фантасти, вчені, мрійники. Але єдиного засобу, що знаходиться в розпорядженні людини, за допомогою якого можна подолати силу земного тяжіння і полетіти в космос за багато століть не зміг винайти жоден учений, жоден письменник-фантаст. Ціолковський - основоположник теорії космічних польотів.
Вперше мрію і прагнення багатьох людей вперше зміг наблизити до реальності російський учений Костянтин Едуардович Ціолковський (1857-1935), який показав, що єдиний апарат, здатний подолати силу тяжіння - це ракета, він вперше представив науковий доказ можливості використання ракети для польотів. , за межі земної атмосфери та інших планет Сонячної системи. Ракетою Цоілковський назвав апарат з реактивним двигуном, який використовує пальне і окислювач, що знаходяться на ньому.
Як відомо з курсу фізики, постріл із рушниці супроводжується віддачею. За законами Ньютона, куля і рушниця розлетілися б у різні боки з однаковою швидкістю, якби мали однакову масу. Відкидається маса газів створює реактивну силу, завдяки якій може бути забезпечено рух, як у повітрі, так і безповітряному просторі, так виникає віддача. Тим більшу силу віддачі відчуває наше плече, що більша маса і швидкість газів, і, отже, що сильніша реакція рушниці, то більше вписувалося реактивна сила. Ці явища пояснюються законом збереження імпульсу:
векторна (геометрична) сума імпульсів тіл, що становлять замкнуту систему, залишається постійною за будь-яких рухів і взаємодій тіл системи.
Подана формула Ціолковського є фундаментом, на якому ґрунтується весь розрахунок сучасних ракет. Числом Ціолковського називають відношення маси палива до маси ракети наприкінці роботи двигуна – до ваги порожньої ракети.
Таким чином, отримали, що максимально досяжна швидкість ракети залежить насамперед від швидкості витікання газів із сопла. А швидкість закінчення газів сопла у свою чергу залежить від виду палива та температури газового струменя. Значить, що стоїть температура, то більше вписувалося швидкість. Тоді для справжньої ракети потрібно підібрати саме калорійне паливо, що дає найбільшу кількість теплоти. За формулою видно, що ще швидкість ракети залежить від початкової і кінцевої маси ракети, від цього, яка частина її ваги посідає паливо, і яка - на марні (з погляду швидкості польоту) конструкції: корпус, механізми, тощо. д.
Основний висновок із цієї формули Ціолковського для визначення швидкості космічної ракети полягає в тому, що в безповітряному просторі ракета розвине тим більшу швидкість, чим більша швидкість закінчення газів і чим більше число Ціолковського.

"Фізичні основи роботи реактивного двигуна"
В основі сучасних потужних реактивних двигунахрізних типів лежить принцип прямої реакції, тобто. принцип створення рушійної сили (або тяги) у вигляді реакції (віддачі) струменя, що випливає з двигуна "робочої речовини", зазвичай - розжарених газів. У всіх двигунах існує два процеси перетворення енергії. Спочатку хімічна енергія палива перетворюється на теплову енергію продуктів згоряння, та був теплова енергія використовується для механічної роботи. До таких двигунів відносяться поршневі двигуни автомобілів, тепловозів, парові та газові турбіни електростанцій тощо. Після того, як у тепловому двигуні утворилися гарячі гази, що містять велику теплову енергію, ця енергія повинна бути перетворена на механічну. Адже двигуни для того і служать, щоб виконувати механічну роботу, щось "рухати", приводити в дію, все одно, чи то динамо-машина на прохання доповнити малюнками електростанції, тепловоз, автомобіль чи літак. Щоб теплова енергія газів перейшла в механічну, їх обсяг має зрости. При такому розширенні гази і виконують роботу, яку витрачається їх внутрішня і теплова енергія.
Реактивне сопло може мати різні форми, і тим більше різну конструкцію в залежності від типу двигуна. Головне полягає у тій швидкості, з якою гази випливають із двигуна. Якщо ця швидкість закінчення не перевищує швидкості, з якою в газах, що витікають, поширюються звукові хвилі, то сопло являє собою простий циліндричний або звужувальний відрізок труби. Якщо ж швидкість закінчення повинна перевищувати швидкість звуку, то соплу надається форма труби, що розширюється, або ж спочатку звужується, а за тим розширюється (сопло Лавля). Тільки в трубі такої форми, як показує теорія та досвід, можна розігнати газ до надзвукових швидкостей, переступити через "звуковий бар'єр".

«Класифікація реактивних двигунів та особливості їх використання»
Однак цей могутній ствол, принцип прямої реакції, дав життя величезній кроні "генеалогічного дерева" сім'ї реактивних двигунів. Щоб познайомитися з основними гілками його крони, що вінчає "стовбур" прямої реакції. Незабаром, як можна бачити на малюнку (див. нижче), цей стовбур ділиться на дві частини, як би розщеплений ударом блискавки. Обидва нові стволи однаково прикрашені могутніми кронами. Цей поділ стався з того, що всі "хімічні" реактивні двигуни діляться на два класи залежно від того, використовують вони для своєї роботи навколишнє повітря чи ні.
У безкомпресорному двигуні іншого типу, прямоточному, немає навіть цієї клапанної решітки і тиск у камері згоряння підвищується в результаті швидкісного напору, тобто. гальмування зустрічного потоку повітря, що надходить у двигун у польоті. Зрозуміло, що такий двигун здатний працювати лише тоді, коли літальний апарат уже летить із досить великою швидкістю, на стоянці він тяги не розвине. Але за дуже великої швидкості, в 4-5 разів більшої швидкості звуку, прямоточний двигун розвиває дуже велику тягу і витрачає менше палива, ніж будь-який інший "хімічний" реактивний двигун за цих умов. Ось чому прямоточні двигуни.
і т.д.................