Reaktyvusis reiškia judėjimą, kuriamekūno viena iš jo dalių atsiskiria tam tikru greičiu. Jėga, atsirandanti dėl tokio proceso, veikia pati. Kitaip tariant, jai trūksta net menkiausio kontakto su išoriniais kūnais.
Reaktyvinis varymas gamtoje
Per vasaros atostogas pietuose beveik visivienas iš mūsų, plaukdamas jūroje, susidūrė su medūzomis. Tačiau mažai žmonių manė, kad šie gyvūnai juda kaip reaktyvinis variklis. Tokio agregato veikimo principą gamtoje galima pastebėti perkeliant tam tikrų rūšių jūrinį planktoną ir laumžirgių lervas. Be to, šių bestuburių efektyvumas dažnai yra didesnis nei techninių priemonių.
Kas dar gali ką aiškiai parodytiAr reaktyvinis variklis turi veikimo principą? Kalmarai, aštuonkojai ir sepijos. Daugelis kitų jūrinių moliuskų daro panašų judėjimą. Paimkime, pavyzdžiui, sepijas. Ji paima vandenį į savo žiaunų ertmę ir energingai išmeta per piltuvą, kurį nukreipia atgal arba į šoną. Tuo pačiu metu moliuskas gali atlikti judesius norima kryptimi.
Reaktyvinio variklio veikimo principas gali būtiTaip pat atkreipkite dėmesį, kai perkeliate lašinius. Šis jūrų gyvūnas gauna vandenį į plačią ertmę. Po to jo kūno raumenys susitraukia, išstumdami skystį per angą, esančią gale. Susidariusios srovės reakcija leidžia taukams judėti į priekį.
Karinio jūrų laivyno raketos
Tačiau didžiausias tobulumas reaktyviniame lėktuvePagaliau kalmarai pasiekė navigaciją. Atrodo, kad net pati raketos forma buvo nukopijuota nuo šios jūros būtybės. Judėdamas mažu greičiu, kalmaras periodiškai išlenkia savo rombo formos peleką. Tačiau norint greitai mesti, jis turi naudoti savo „reaktyvinį variklį“. Visų jo raumenų ir kūno veikimo principą verta apsvarstyti išsamiau.
Kalmarai turi savotišką mantiją.Tai raumenų audinys, kuris supa jo kūną iš visų pusių. Judėdamas gyvūnas į šią mantiją įsiurbia didelį kiekį vandens, staigiai išmesdamas srovę per specialų siaurą antgalį. Tokie veiksmai leidžia kalmarams stumti atgal iki septyniasdešimties kilometrų per valandą greičiu. Judėdamas gyvūnas visus savo dešimt čiuptuvų surenka į ryšulį, kuris suteikia kūnui supaprastintą formą. Antgalis turi specialų vožtuvą. Gyvūnas jį paverčia sutraukdamas raumenis. Tai leidžia jūros gyvybei pakeisti judėjimo kryptį. Vairo vaidmenį kalmaro judesių metu taip pat atlieka jo čiuptuvai. Jis nukreipia juos į kairę arba dešinę, žemyn arba aukštyn, lengvai išvengdamas susidūrimų su įvairiomis kliūtimis.
Yra kalmarų (Stenoteuthis) rūšis, kurituri geriausio piloto tarp moliuskų titulą. Apibūdinkite reaktyvinio variklio veikimo principą – ir suprasite, kodėl vaikantis žuvis šis gyvūnas kartais iššoka iš vandens, atsidurdamas net vandenynu plaukiojančių laivų deniuose. Kaip tai atsitinka? Pilotinis kalmaras, būdamas vandens stichijoje, išvysto maksimalią srovės trauką. Tai leidžia jam skristi virš bangų iki penkiasdešimties metrų atstumu.
Jei laikysime reaktyvinį variklį, principasKokio dar gyvūno darbus galima paminėti? Tai, iš pirmo žvilgsnio, maišyti aštuonkojai. Jų plaukikai ne tokie greiti kaip kalmarai, tačiau iškilus pavojui greičio gali pavydėti net patys geriausi sprinteriai. Biologai, tyrinėję aštuonkojų migraciją, nustatė, kad jie juda panašiai kaip reaktyvinio variklio veikimo principu.
Su kiekviena vandens srove, išmestu iš piltuvo, gyvūnas trūkčioja du ar net du su puse metro. Tuo pat metu aštuonkojis plaukia savotiškai – atgal.
Kiti reaktyvinio varymo pavyzdžiai
Augalų pasaulyje taip pat yra raketų.Reaktyvinio variklio principą galima pastebėti, kai net ir labai lengvu prisilietimu „pamišęs agurkas“ dideliu greičiu atšoka nuo kotelio, kartu atmesdamas lipnų skystį su sėklomis. Tokiu atveju pats vaisius nuskrenda nemažą atstumą (iki 12 m) priešinga kryptimi.
Reaktyvinio variklio veikimo principas gali būtistebėkite ir būdami valtyje. Jei iš jo į vandenį tam tikra kryptimi messite sunkius akmenis, tada judėjimas prasidės priešinga kryptimi. Raketinio reaktyvinio variklio veikimo principas yra toks pat. Tik ten vietoj akmenų naudojamos dujos. Jie sukuria reaktyviąją jėgą, užtikrinančią judėjimą tiek ore, tiek išretėjusioje erdvėje.
Fantastiškos kelionės
Žmonija jau seniai svajojo skristi į kosmosą.Tai liudija mokslinės fantastikos rašytojų darbai, siūlę pačias įvairiausias priemones šiam tikslui pasiekti. Pavyzdžiui, prancūzų rašytojo Hercule'o Savigneno istorijos herojus Cyrano de Bergerac Mėnulį pasiekė geležiniu vežimėliu, virš kurio nuolat svaidėsi stiprus magnetas. Tą pačią planetą pasiekė ir garsusis Miunhauzenas. Milžiniškas pupelės stiebas padėjo jam keliauti.
Kinijoje reaktyvinis variklis buvo naudojamas jau anksčiaupirmasis tūkstantmetis pr. Bambuko vamzdeliai, užpildyti paraku, pasitarnavo kaip savotiškos raketos pramogoms. Beje, Niutono sukurtas pirmojo automobilio mūsų planetoje projektas taip pat buvo su reaktyviniu varikliu.
RD sukūrimo istorija
Tik XIX a.Žmonijos svajonė apie erdvę pradėjo įgauti konkrečių bruožų. Juk būtent šiame amžiuje rusų revoliucionierius N.I.Kibalchichas sukūrė pirmąjį pasaulyje lėktuvo su reaktyviniu varikliu projektą. Visus dokumentus surašė „Narodnaya Volya“ narys kalėjime, kur jis atsidūrė po pasikėsinimo į Aleksandrą. Bet, deja, 1881 m. balandžio 3 d. Kibalchich buvo įvykdytas mirties bausmė, o jo idėja taip ir nebuvo įgyvendinta.
XX amžiaus pradžioje.Idėją panaudoti raketas skrydžiams į kosmosą iškėlė rusų mokslininkas K. E. Ciolkovskis. Pirmą kartą jo darbas, kuriame matematinės lygties pavidalu aprašomas kintamos masės kūno judėjimas, buvo paskelbtas 1903 m. Vėliau mokslininkas sukūrė pačią reaktyvinio variklio, varomo skystu kuru, schemą.
Ciolkovskis taip pat išradodaugiapakopė raketa ir buvo išsakyta idėja sukurti tikrus kosminius miestus žemoje Žemės orbitoje. Ciolkovskis įtikinamai įrodė, kad vienintelė priemonė skrydžiams į kosmosą yra raketa. Tai yra, įrenginys su reaktyviniu varikliu, varomas degalais ir oksidatoriumi. Tik tokia raketa gali įveikti gravitaciją ir skristi už Žemės atmosferos ribų.
Kosmoso tyrinėjimas
Ciolkovskio straipsnis, paskelbtas periodiniame leidinyje „Mokslinė apžvalga“, įtvirtino mokslininko kaip svajotojo reputaciją. Niekas rimtai nežiūrėjo į jo argumentus.
Ciolkovskio idėją įgyvendino sovietų mokslininkai.Vadovaujami Sergejaus Pavlovičiaus Korolevo, jie paleido pirmąjį dirbtinį Žemės palydovą. 1957 m. spalio 4 d. šis prietaisas buvo pristatytas į orbitą raketa su reaktyviniu varikliu. RD veikimas buvo pagrįstas cheminės energijos, kuri degalais perduodama į dujų čiurkšlę, pavertimu kinetine energija. Šiuo atveju raketa juda priešinga kryptimi.
Reaktyvinis variklis, kurio veikimo principas yrabuvo naudojamas daugelį metų ir randa pritaikymą ne tik astronautikoje, bet ir aviacijoje. Bet dažniausiai jis naudojamas raketoms paleisti. Galų gale, tik RD gali perkelti įrenginį į erdvę, kurioje nėra terpės.
Skystas reaktyvinis variklis
Tas, kuris iššovė šaunamąjį ginklą arbajis tiesiog stebėjo šį procesą iš išorės, žino, kad yra jėga, kuri tikrai atstums kamieną atgal. Be to, su didesne mokesčio suma grąža tikrai padidės. Reaktyvinis variklis veikia taip pat. Jo veikimo principas panašus į tai, kaip statinė stumiama atgal veikiant karštų dujų srovei.
Kalbant apie raketą, procesą joje, jo metukuris įvyksta mišinio užsidegimas yra laipsniškas ir nuolatinis. Tai paprasčiausias kietojo kuro variklis. Jis gerai žinomas visiems raketų modeliuotojams.
Skysčio reaktyviniame variklyje (LPRE), skirtaDarbiniam skysčiui arba stūmimo srovei sukurti naudojamas mišinys, susidedantis iš kuro ir oksidatoriaus. Paskutinis, kaip taisyklė, yra azoto rūgštis arba skystas deguonis. Skystojo raketinio variklio kuras yra žibalas.
Reaktyvinio variklio veikimo principas, kuris buvopirmuosiuose pavyzdžiuose, išsaugotuose iki šių dienų. Tik dabar jis naudoja skystą vandenilį. Kai ši medžiaga oksiduojama, specifinis impulsas padidėja 30%, lyginant su pirmaisiais skystojo kuro raketų varikliais. Verta pasakyti, kad vandenilio naudojimo idėją pasiūlė pats Ciolkovskis. Tačiau tuo metu buvę sunkumai dirbant su šia itin sprogia medžiaga buvo tiesiog neįveikiami.
Koks yra reaktyvinio variklio veikimo principas?Kuras ir oksidatorius į darbo kamerą patenka iš atskirų bakų. Tada komponentai paverčiami mišiniu. Jis dega, išskirdamas milžinišką šilumos kiekį, esant dešimčių atmosferų slėgiui.
Reaktyvinio variklio darbo kameros komponentaiateiti įvairiais būdais. Oksidatorius čia įvedamas tiesiogiai. Bet degalai keliauja ilgesniu keliu tarp kameros sienelių ir purkštuko. Čia jis įkaista ir, jau esant aukštai temperatūrai, per daugybę purkštukų išmetamas į degimo zoną. Tada purkštuko suformuota srovė išsiveržia ir suteikia orlaiviui stūmimo momentą. Taip galite pasakyti, koks yra reaktyvinio variklio veikimo principas (trumpai). Šiame aprašyme nepaminėta daug komponentų, be kurių skysto kuro variklio darbas būtų neįmanomas. Tai apima kompresorius, reikalingus įpurškimui reikalingam slėgiui sukurti, vožtuvus, tiekimo turbinas ir kt.
Šiuolaikinis vartojimas
Nepaisant to, kad veikia reaktyvinis variklisreikia daug kuro, skysto kuro raketų varikliai ir šiandien tarnauja žmonėms. Jie naudojami kaip pagrindiniai varomieji varikliai nešančiosiose raketose, taip pat įvairių erdvėlaivių ir orbitinių stočių manevriniai varikliai. Aviacijoje naudojami kitokio tipo riedėjimo takai, kurių eksploatacinės charakteristikos ir dizainas šiek tiek skiriasi.
Aviacijos plėtra
Nuo XX amžiaus pradžios iki laikotarpioPrasidėjus Antrajam pasauliniam karui, žmonės skraidė tik propeleriniais lėktuvais. Šiuose įrenginiuose buvo sumontuoti vidaus degimo varikliai. Tačiau pažanga nestovi vietoje. Su jo plėtra atsirado poreikis sukurti galingesnius ir greitesnius orlaivius. Tačiau čia lėktuvų konstruktoriai susidūrė su iš pažiūros neišsprendžiama problema. Faktas yra tas, kad net šiek tiek padidėjus variklio galiai, orlaivio svoris žymiai padidėjo. Tačiau išeitį iš šios situacijos rado anglas Frankas Willas. Jis sukūrė iš esmės naują variklį, vadinamą reaktyviniu varikliu. Šis išradimas davė galingą impulsą aviacijos plėtrai.
Orlaivio reaktyvinio variklio veikimo principaspanašus į gaisrinės žarnos veiksmus. Jo žarna turi kūginį galą. Pratekėjęs per siaurą skylę, vanduo žymiai padidina jo greitį. Sukurtas priešinis slėgis yra toks stiprus, kad ugniagesiui sunku laikyti žarną rankose. Toks vandens elgesys taip pat gali paaiškinti orlaivio reaktyvinio variklio veikimo principą.
Tiesioginio srauto riedėjimo takai
Šio tipo reaktyviniai varikliai yra labiausiaipaprastas. Galite įsivaizduoti, kad tai yra vamzdis su atvirais galais, sumontuotas judančiame orlaivyje. Priekinėje dalyje jo skerspjūvis platėja. Dėl šios konstrukcijos įeinančio oro greitis sumažėja, o slėgis didėja. Plačiausia tokio vamzdžio vieta yra degimo kamera. Čia įpurškiamas kuras ir toliau deginamas. Šis procesas prisideda prie susidarančių dujų kaitinimo ir stipraus jų išsiplėtimo. Tai sukuria reaktyvinio variklio trauką. Jį gamina tos pačios dujos, kai jos su jėga išbėga iš siauro vamzdžio galo. Būtent ši trauka priverčia lėktuvą skristi.
Naudojimo problemos
Ramjet varikliai turi keletątrūkumai. Jie gali veikti tik judančiame orlaivyje. Ramybės būsenos orlaivis negali būti suaktyvintas reaktyviniais riedėjimo keliais. Norint pakelti tokį orlaivį į orą, reikalingas bet koks kitas užvedantis variklis.
Problemų sprendimas
Orlaivio reaktyvinio variklio veikimo principasturboreaktyvinis tipas, neturintis ramjeto trūkumų, leido aviacijos dizaineriams sukurti pažangiausius lėktuvus. Kaip veikia šis išradimas?
Pagrindinis elementas, rastas turboreaktyviniame variklyjevariklis - dujų turbina. Jo pagalba įjungiamas oro kompresorius, per kurį suslėgtas oras nukreipiamas į specialią kamerą. Produktai, gauti deginant kurą (dažniausiai žibalą), patenka ant turbinos mentes ir taip ją maitina. Tada oro-dujų srautas patenka į purkštuką, kur jis įsibėgėja iki didelio greičio ir sukuria didžiulę reaktyviąją trauką.
Galios padidėjimas
Reaktyvioji trauka gali žymiai padidėtiper trumpą laiką. Tam naudojamas papildomas deginimas. Tai apima papildomo kuro įpurškimą į dujų srautą, išeinantį iš turbinos. Nepanaudotas deguonis turbinoje skatina žibalo degimą, o tai padidina variklio trauką. Važiuojant dideliu greičiu jo vertės padidėjimas siekia 70%, o važiuojant mažu – 25-30%.
