Pod mlaznim kretanjem podrazumijeva se kretanje u kojem se jedan njegov dio odvaja od tijela određenom brzinom. Rezultirajuća sila djeluje samostalno. Drugim riječima, nedostaje joj i najmanji kontakt s vanjskim tijelima.
mlazni pogon u prirodi
Tijekom ljetnog odmora na jugu gotovo svatko od nas, kupajući se u moru, susreo se s meduzama. Ali malo je ljudi razmišljalo o činjenici da se te životinje kreću na isti način kao i mlazni motor. Princip rada u prirodi takve jedinice može se promatrati pri premještanju nekih vrsta morskog planktona i ličinki vretenaca. Štoviše, učinkovitost ovih beskralježnjaka često je veća od učinkovitosti tehničkih sredstava.
Tko još može pokazati kako radi mlazni motor? Lignje, hobotnica i sipa. Sličan pokret čine i mnogi drugi morski mekušci. Uzmimo, na primjer, sipu. Vodu uzima u škržnu šupljinu i snažno je izbacuje kroz lijevak, koji usmjerava natrag ili u stranu. Pri čemumekušac se može kretati u pravom smjeru.
Princip rada mlaznog motora može se promatrati i prilikom premještanja svinjske masti. Ova morska životinja uzima vodu u široku šupljinu. Nakon toga se mišići njegovog tijela skupljaju, gurajući tekućinu kroz rupu na leđima. Reakcija rezultirajućeg mlaza omogućuje loju da krene naprijed.
Morski projektili
Ali lignje su postigle najveće savršenstvo u mlaznoj navigaciji. Čini se da je čak i sam oblik rakete preslikan iz ovog morskog života. Kada se kreće malom brzinom, lignja povremeno savija peraju u obliku dijamanta. Ali za brzo bacanje mora koristiti vlastiti "mlazni motor". Princip rada svih njegovih mišića i tijela vrijedi detaljnije razmotriti.
Lignje imaju osebujan plašt. To je mišićno tkivo koje okružuje njegovo tijelo sa svih strana. Tijekom kretanja, životinja usisava veliku količinu vode u ovaj plašt, oštro izbacujući mlaz kroz posebnu usku mlaznicu. Takve radnje omogućuju lignjama da se kreću u trzajima unatrag brzinom do sedamdeset kilometara na sat. Tijekom kretanja, životinja skuplja svih svojih deset ticala u snop, što tijelu daje aerodinamičan oblik. Mlaznica ima poseban ventil. Životinja ga okreće uz pomoć mišićne kontrakcije. To omogućuje morskom životu promjenu smjera. Ulogu volana tijekom kretanja lignje imaju i njeni pipci. Usmjerava ih lijevo ili desno, doljeili gore, lako izbjegavajući sudare s raznim preprekama.
Postoji vrsta lignje (stenoteuthys), koja nosi titulu najboljeg pilota među školjkama. Opišite princip rada mlaznog motora - i shvatit ćete zašto, jureći ribu, ova životinja ponekad iskoči iz vode, čak se popne na palube brodova koji plove preko oceana. Kako se to događa? Pilotska lignja, nalazeći se u vodenom elementu, za njega razvija maksimalni mlazni potisak. To mu omogućuje da leti iznad valova na udaljenosti do pedeset metara.
Ako uzmemo u obzir mlazni motor, princip rada koje životinje se može više spomenuti? To su, na prvi pogled, vrećaste hobotnice. Njihovi plivači nisu brzi kao lignje, ali u slučaju opasnosti na brzini im mogu pozavidjeti i najbolji sprinteri. Biolozi koji su proučavali migracije hobotnica otkrili su da se kreću poput mlaznog motora.
Životinja sa svakim mlazom vode izbačenim iz lijevka napravi trzaj od dva ili čak dva i pol metra. Istovremeno, hobotnica pliva na neobičan način - unatrag.
Drugi primjeri mlaznog pogona
U svijetu biljaka postoje rakete. Princip mlaznog motora može se uočiti kada se, čak i uz vrlo lagani dodir, "ludi krastavac" velikom brzinom odbija od peteljke, a istovremeno odbija ljepljivu tekućinu sa sjemenkama. U isto vrijeme, sam fetus leti znatnu udaljenost (do 12 m) u suprotnom smjeru.
Princip mlaznog motora također se može promatrati,dok je na brodu. Ako se teško kamenje baca iz njega u vodu u određenom smjeru, tada će kretanje početi u suprotnom smjeru. Princip rada raketnog mlaznog motora je isti. Samo tamo se umjesto kamenja koriste plinovi. Oni stvaraju reaktivnu silu koja osigurava kretanje i u zraku i u razrijeđenom prostoru.
Fantastična putovanja
Čovječanstvo je dugo sanjalo o letenju u svemir. O tome svjedoče djela pisaca znanstvene fantastike, koji su nudili razna sredstva za postizanje tog cilja. Primjerice, junak priče francuskog pisca Herculea Savignina, Cyrano de Bergerac, stigao je do mjeseca na željeznim kolima, preko kojih je neprestano bacao snažan magnet. Na isti planet stigao je i slavni Munchausen. Ogromna stabljika graha pomogla mu je na putu.
Mlazni pogon korišten je u Kini još u prvom tisućljeću prije Krista. Istodobno, bambusove cijevi, koje su bile punjene barutom, služile su kao svojevrsne rakete za zabavu. Inače, projekt prvog automobila na našem planetu, koji je kreirao Newton, također je bio s mlaznim motorom.
Povijest stvaranja RD
Samo u 19.st. San čovječanstva o svemiru počeo je dobivati konkretna obilježja. Uostalom, upravo je u ovom stoljeću ruski revolucionar N. I. Kibalchich stvorio prvi svjetski projekt zrakoplova s mlaznim motorom. Sve papire sastavila je Narodnaja volja u zatvoru, gdje je završio nakon pokušaja atentata na Aleksandra. Ali, nažalost, 03.04.1881Kibalchich je izvršen, a njegova ideja nije našla praktičnu provedbu.
Početkom 20.st. Ideju o korištenju raketa za letove u svemir iznio je ruski znanstvenik K. E. Tsiolkovsky. Prvi put je njegov rad, koji sadrži opis gibanja tijela promjenjive mase u obliku matematičke jednadžbe, objavljen 1903. Kasnije je znanstvenik razvio samu shemu mlaznog motora na tekuće gorivo.
Također, Tsiolkovsky je izumio višestupanjsku raketu i iznio ideju stvaranja stvarnih svemirskih gradova u orbiti blizu Zemlje. Ciolkovsky je uvjerljivo dokazao da je jedino sredstvo za let u svemir raketa. Odnosno, aparat opremljen mlaznim motorom, napunjen gorivom i oksidantom. Samo je takva raketa sposobna nadvladati gravitaciju i letjeti izvan Zemljine atmosfere.
Istraživanje svemira
Članak Ciolkovskog, objavljen u časopisu "Scientific Review", utvrdio je reputaciju znanstvenika kao sanjara. Njegove argumente nitko nije shvaćao ozbiljno.
Tsiolkovskyjevu ideju implementirali su sovjetski znanstvenici. Na čelu sa Sergejem Pavlovičem Koroljevom lansirali su prvi umjetni Zemljin satelit. 4. listopada 1957. ovaj je aparat dopremljen u orbitu raketom s mlaznim motorom. Rad RD-a temeljio se na pretvorbi kemijske energije, koju gorivo prenosi na mlaz plina, pretvarajući se u kinetičku energiju. U tom slučaju raketa se kreće u suprotnom smjeru.smjer.
Mlazni motor, čiji se princip koristi dugi niz godina, nalazi svoju primjenu ne samo u astronautici, već i u zrakoplovstvu. Ali najviše se koristi za lansiranje raketa. Uostalom, samo RD može premjestiti uređaj u prostor u kojem nema medija.
Mlazni motor s tekućinom
Oni koji su pucali iz vatrenog oružja ili jednostavno promatrali ovaj proces sa strane znaju da postoji sila koja će sigurno gurnuti cijev natrag. Štoviše, s većim iznosom naknade, povrat će se sigurno povećati. Mlazni motor radi na isti način. Njegov princip rada sličan je načinu na koji se cijev gura natrag pod djelovanjem mlaza vrućih plinova.
Što se tiče rakete, proces tijekom kojeg se smjesa pali je postupan i kontinuiran. Ovo je najjednostavniji motor na kruto gorivo. On je dobro poznat svim raketnim modelarima.
U mlaznom motoru s tekućim pogonom (LPRE), mješavina koja se sastoji od goriva i oksidatora koristi se za stvaranje radnog fluida ili potisnog mlaza. Posljednji, u pravilu, je dušična kiselina ili tekući kisik. Gorivo u LRE je kerozin.
Princip rada mlaznog motora, koji je bio u prvim uzorcima, sačuvan je do danas. Tek sada koristi tekući vodik. Kada se ova tvar oksidira, specifični impuls se povećava za 30% u usporedbi s prvim raketnim motorima na tekuće gorivo. Vrijedi reći da je ideja korištenja vodika bilakoju je predložio sam Ciolkovski. Međutim, poteškoće u radu s ovom iznimno eksplozivnom tvari u to vrijeme bile su jednostavno nepremostive.
Koji je princip rada mlaznog motora? Gorivo i oksidant ulaze u radnu komoru iz zasebnih spremnika. Zatim se komponente pretvaraju u smjesu. Gori, oslobađajući ogromnu količinu topline pod pritiskom od nekoliko desetaka atmosfera.
Komponente ulaze u radnu komoru mlaznog motora na različite načine. Oksidacijsko sredstvo se ovdje unosi izravno. Ali gorivo putuje dužom stazom između stijenki komore i mlaznice. Ovdje se zagrijava i, već ima visoku temperaturu, baca se u zonu izgaranja kroz brojne mlaznice. Nadalje, mlaz koji formira mlaznica izbija i daje zrakoplovu potisni moment. Ovako možete reći kakav princip rada ima mlazni motor (ukratko). Ovaj opis ne spominje mnoge komponente bez kojih bi rad LRE bio nemoguć. Među njima su kompresori potrebni za stvaranje tlaka potrebnog za ubrizgavanje, ventili, dovodne turbine, itd.
Moderna upotreba
Unatoč činjenici da rad mlaznog motora zahtijeva veliku količinu goriva, raketni motori i danas služe ljudima. Koriste se kao glavni pogonski motori u lansirnim vozilima, kao i ranžirni motori za razne letjelice i orbitalne stanice. U zrakoplovstvu se koriste druge vrste staza za vožnju, koje imaju nešto drugačije karakteristike izvedbe idizajn.
Razvoj zrakoplovstva
Od početka 20. stoljeća do izbijanja Drugog svjetskog rata, ljudi su letjeli samo u zrakoplovima na propelerima. Ovi su uređaji bili opremljeni motorima s unutarnjim izgaranjem. Međutim, napredak nije stajao. Njegovim razvojem pojavila se potreba za stvaranjem snažnijih i bržih zrakoplova. Međutim, ovdje se dizajneri zrakoplova suočavaju s naizgled nerješivim problemom. Činjenica je da se čak i uz neznatno povećanje snage motora, masa zrakoplova značajno povećala. No, izlaz iz stvorene situacije pronašao je Englez Frank Will. Stvorio je temeljno novi motor, nazvan jet. Ovaj izum dao je snažan poticaj razvoju zrakoplovstva.
Princip rada mlaznog motora zrakoplova sličan je djelovanju vatrogasnog crijeva. Njegovo crijevo ima suženi kraj. Istječući kroz uski otvor, voda značajno povećava svoju brzinu. Sila protutlaka stvorena u ovom slučaju je toliko jaka da vatrogasac jedva drži crijevo u rukama. Ovo ponašanje vode također može objasniti princip rada mlaznog motora zrakoplova.
Smjerne rulne staze
Ova vrsta mlaznog motora je najjednostavniji. Možete ga zamisliti u obliku cijevi s otvorenim krajevima, koja je postavljena na ravninu koja se kreće. Ispred njegovog presjeka se širi. Zbog ovakvog dizajna, dolazni zrak smanjuje svoju brzinu, a tlak se povećava. Najšira točka takve cijevije komora za izgaranje. Ovdje se gorivo ubrizgava i zatim izgara. Takav proces pridonosi zagrijavanju nastalih plinova i njihovom snažnom širenju. To stvara potisak mlaznog motora. Proizvode ga svi isti plinovi kada izbijaju silom iz uskog kraja cijevi. Taj potisak tjera avion da leti.
Problemi upotrebe
Sramjet motori imaju neke nedostatke. Oni su u stanju raditi samo na letjelici koja je u pokretu. Zrakoplov u mirovanju ne može se aktivirati stazama za vožnju s izravnim protokom. Za podizanje takvog zrakoplova u zrak potreban je bilo koji drugi motor za pokretanje.
Rješavanje problema
Princip rada mlaznog motora turbomlaznog tipa zrakoplova, koji je lišen nedostataka rulne staze s izravnim protokom, omogućio je konstruktorima zrakoplova stvaranje najnaprednijih zrakoplova. Kako ovaj izum funkcionira?
Glavni element turbomlaznog motora je plinska turbina. Uz njegovu pomoć aktivira se zračni kompresor, prolazeći kroz koji se komprimirani zrak usmjerava u posebnu komoru. Proizvodi dobiveni kao rezultat izgaranja goriva (obično kerozina) padaju na lopatice turbine, koja ga pokreće. Nadalje, strujanje zraka i plina prolazi u mlaznicu, gdje se ubrzava do velikih brzina i stvara ogromnu potisnu silu mlaza.
povećanje snage
Reaktivna sila potiska možeznačajno povećati u kratkom vremenskom razdoblju. Za to se koristi naknadno izgaranje. To je ubrizgavanje dodatne količine goriva u mlaz plina koji izlazi iz turbine. Neiskorišteni kisik u turbini doprinosi izgaranju kerozina, što povećava potisak motora. Pri velikim brzinama povećanje njegove vrijednosti doseže 70%, a pri malim brzinama - 25-30%.
