S'entén
Sota el moviment del jet, en el qual una de les seves parts es separa del cos a una velocitat determinada. La força resultant actua per si sola. En altres paraules, no té ni el més mínim contacte amb els cossos externs.
Propulsió a reacció a la natura
Durant unes vacances d'estiu al sud, gairebé tots, nedant al mar, ens vam trobar amb meduses. Però poca gent pensava en el fet que aquests animals es mouen de la mateixa manera que un motor a reacció. El principi de funcionament en la naturalesa d'aquesta unitat es pot observar quan es mouen alguns tipus de plàncton marí i larves de libèl·lula. A més, l'eficiència d'aquests invertebrats sovint és superior a la dels mitjans tècnics.
Qui més pot demostrar com funciona un motor a reacció? Calamars, pops i sípies. Un moviment similar el fan molts altres mol·luscs marins. Prenguem, per exemple, la sípia. Pren aigua a la seva cavitat branquial i la llença amb força a través d'un embut, que dirigeix cap enrere o de costat. Onel mol·lusc és capaç de moure's en la direcció correcta.
El principi de funcionament d'un motor a reacció també es pot observar quan es mou la mantega de porc. Aquest animal marí agafa aigua en una cavitat àmplia. Després d'això, els músculs del seu cos es contrauen, empenyent el líquid a través del forat de la part posterior. La reacció del doll resultant permet que el sèu avanci.
Míssils marins
Però els calamars han aconseguit la major perfecció en la navegació amb jet. Fins i tot la forma del propi coet sembla copiar-se d'aquesta particular vida marina. Quan es mou a baixa velocitat, el calamar doblega periòdicament la seva aleta en forma de diamant. Però per a un llançament ràpid, ha d'utilitzar el seu propi "motor a reacció". Val la pena considerar amb més detall el principi de funcionament de tots els seus músculs i cos.
Els calamars tenen un mantell peculiar. Aquest és el teixit muscular que envolta el seu cos per tots els costats. Durant el moviment, l'animal xucla un gran volum d'aigua dins d'aquest mantell, expulsant bruscament un raig a través d'un broquet especial estret. Aquestes accions permeten que els calamars es moguin a sacsejades cap enrere a velocitats de fins a setanta quilòmetres per hora. Durant el moviment, l'animal reuneix els seus deu tentacles en un paquet, que li dóna al cos una forma aerodinàmica. El broquet té una vàlvula especial. L'animal la gira amb l'ajuda de la contracció muscular. Això permet que la vida marina canviï de direcció. El paper del volant durant els moviments del calamar també el juguen els seus tentacles. Els dirigeix cap a l'esquerra o la dreta, cap avallo més, esquivant fàcilment les col·lisions amb diversos obstacles.
Hi ha una espècie de calamar (stenoteuthys), que ostenta el títol de millor pilot entre el marisc. Descriu el principi de funcionament d'un motor a reacció i entendreu per què, perseguint peixos, aquest animal de vegades s alta fora de l'aigua, fins i tot pujant a les cobertes dels vaixells que naveguen per l'oceà. Com passa? El calamar pilot, en estar a l'element aigua, desenvolupa la màxima empenta de raig per a ell. Això li permet sobrevolar les onades a una distància de fins a cinquanta metres.
Si considerem un motor a reacció, el principi de funcionament de quin animal es pot esmentar més? Aquests són, a primera vista, pops amples. Els seus nedadors no són tan ràpids com els calamars, però en cas de perill fins i tot els millors velocistes poden envejar la seva velocitat. Els biòlegs que han estudiat les migracions dels pops han descobert que es mouen com un motor a reacció funciona.
L'animal amb cada raig d'aigua que surt de l'embut fa una sacsejada de dos o fins i tot de dos metres i mig. Al mateix temps, el pop neda d'una manera peculiar: cap enrere.
Altres exemples de propulsió a reacció
Al món de les plantes hi ha coets. El principi d'un motor a reacció es pot observar quan, fins i tot amb un toc molt lleuger, el "cogombre boig" rebota sobre la tija a gran velocitat, alhora que rebutja el líquid enganxós amb les llavors. Al mateix temps, el propi fetus vola una distància considerable (fins a 12 m) en sentit contrari.
També es pot observar el principi del motor a reacció,mentre es trobava al vaixell. Si es llancen pedres pesades a l'aigua en una direcció determinada, el moviment començarà en la direcció oposada. El principi de funcionament d'un motor a reacció de coets és el mateix. Només allà s'utilitzen gasos en comptes de pedres. Creen una força reactiva que proporciona moviment tant a l'aire com a l'espai enrarit.
Viatges fantàstics
La humanitat fa temps que somia amb volar a l'espai. Així ho demostren les obres dels escriptors de ciència ficció, que van oferir diversos mitjans per aconseguir aquest objectiu. Per exemple, l'heroi de la història de l'escriptor francès Hércules Savignin, Cyrano de Bergerac, va arribar a la lluna en un carro de ferro, sobre el qual es llançava constantment un fort imant. El famós Munchausen també va arribar al mateix planeta. Una tija de mongeta gegant el va ajudar a fer el viatge.
La propulsió a reacció es va utilitzar a la Xina des del primer mil·lenni aC. Al mateix temps, els tubs de bambú, que estaven plens de pólvora, servien com una mena de coets per a la diversió. Per cert, el projecte del primer cotxe del nostre planeta, creat per Newton, també va ser amb un motor a reacció.
Història de la creació de RD
Només al segle XIX. El somni de la humanitat sobre l'espai exterior va començar a adquirir característiques concretes. Després de tot, va ser en aquest segle quan el revolucionari rus N. I. Kibalchich va crear el primer projecte del món d'un avió amb motor a reacció. Tots els papers van ser redactats per un Narodnaya Volya a la presó, on va acabar després de l'intent d'assassinat d'Alexandre. Però, malauradament, el 1881-03-04Kibalchich va ser executat i la seva idea no va trobar una implementació pràctica.
A principis del segle XX. la idea d'utilitzar coets per a vols a l'espai va ser proposada pel científic rus K. E. Tsiolkovsky. Per primera vegada, el seu treball, que conté una descripció del moviment d'un cos de massa variable en forma d'equació matemàtica, es va publicar l'any 1903. Més tard, el científic va desenvolupar l'esquema mateix d'un motor a reacció accionat per combustible líquid.
A més, Tsiolkovsky va inventar un coet de diverses etapes i va plantejar la idea de crear ciutats espacials reals en òrbita propera a la Terra. Tsiolkovsky va demostrar de manera convincent que l'únic mitjà per al vol espacial és un coet. És a dir, un aparell equipat amb un motor a reacció, reposat amb combustible i un oxidant. Només un coet d'aquest tipus és capaç de superar la gravetat i volar més enllà de l'atmosfera terrestre.
Exploració espacial
Un article de Tsiolkovsky, publicat a la revista "Scientific Review", va establir la reputació del científic com a somiador. Ningú es va prendre seriosament els seus arguments.
La idea de Tsiolkovsky va ser implementada per científics soviètics. Encapçalats per Sergei Pavlovich Korolev, van llançar el primer satèl·lit artificial de la Terra. El 4 d'octubre de 1957, aquest aparell va ser posat en òrbita per un coet amb motor a reacció. El treball del RD es va basar en la conversió d'energia química, que és transferida pel combustible al raig de gas, convertint-se en energia cinètica. En aquest cas, el coet es mou en sentit contrari.direcció.
El motor a reacció, el principi del qual s'ha utilitzat durant molts anys, troba la seva aplicació no només en l'astronàutica, sinó també en l'aviació. Però sobretot s'utilitza per llançar coets. Al cap i a la fi, només el RD és capaç de moure el dispositiu en un espai on no hi ha cap mitjà.
Motor a reacció líquida
Els que han disparat una arma de foc o simplement han vist aquest procés des del costat saben que hi ha una força que sens dubte farà que el canó enrere. A més, amb un import més gran, la rendibilitat augmentarà sens dubte. El motor a reacció funciona de la mateixa manera. El seu principi de funcionament és semblant a com es fa retrocedir el canó sota l'acció d'un raig de gasos calents.
Pel que fa al coet, el procés durant el qual s'encén la mescla és gradual i continu. Aquest és el motor de combustible sòlid més senzill. És ben conegut per tots els modelistes de coets.
En un motor a reacció de propulsor líquid (LPRE), s'utilitza una barreja de combustible i oxidant per crear un fluid de treball o un doll d'empenta. L'últim, per regla general, és l'àcid nítric o l'oxigen líquid. El combustible del LRE és querosè.
El principi de funcionament del motor a reacció, que es trobava en les primeres mostres, s'ha conservat fins als nostres dies. Només ara fa servir hidrogen líquid. Quan aquesta substància s'oxida, l'impuls específic augmenta un 30% en comparació amb els primers motors de coets de propulsió líquida. Val la pena dir que la idea d'utilitzar hidrogen va serproposat pel mateix Tsiolkovsky. Tanmateix, les dificultats de treballar amb aquesta substància extremadament explosiva en aquell moment eren simplement insuperables.
Quin és el principi de funcionament d'un motor a reacció? El combustible i l'oxidant entren a la cambra de treball des de tancs separats. A continuació, els components es converteixen en una barreja. Crema, alliberant una enorme quantitat de calor sota pressió de desenes d'atmosferes.
Els components entren a la cambra de treball d'un motor a reacció de diferents maneres. L'agent oxidant s'introdueix aquí directament. Però el combustible recorre un camí més llarg entre les parets de la cambra i el broquet. Aquí s'escalfa i, tenint ja una temperatura elevada, es llança a la zona de combustió a través de nombrosos broquets. A més, el doll format pel broquet esclata i proporciona a l'avió un moment d'empenta. Així és com es pot dir què té el principi de funcionament d'un motor a reacció (breument). Aquesta descripció no esmenta molts components, sense els quals el funcionament del LRE seria impossible. Entre ells hi ha els compressors necessaris per crear la pressió necessària per a la injecció, les vàlvules, les turbines de subministrament, etc.
Ús modern
Malgrat que el funcionament d'un motor a reacció requereix una gran quantitat de combustible, els motors de coets continuen servint a la gent avui dia. S'utilitzen com a motors de propulsió principals en vehicles de llançament, així com motors de maniobra per a diverses naus espacials i estacions orbitals. A l'aviació s'utilitzen altres tipus de vies de rodada, que tenen característiques de rendiment lleugerament diferents idisseny.
Desenvolupament de l'aviació
Des de principis del segle XX fins a l'esclat de la Segona Guerra Mundial, la gent només va volar en avions propulsats per hèlix. Aquests aparells estaven equipats amb motors de combustió interna. Tanmateix, el progrés no es va aturar. Amb el seu desenvolupament, hi havia la necessitat de crear avions més potents i ràpids. Tanmateix, aquí els dissenyadors d'avions s'enfronten a un problema aparentment insoluble. El fet és que fins i tot amb un lleuger augment de la potència del motor, la massa de l'avió va augmentar significativament. Tanmateix, la sortida a la situació creada la va trobar l'anglès Frank Will. Va crear un motor fonamentalment nou, anomenat jet. Aquest invent va donar un gran impuls al desenvolupament de l'aviació.
El principi de funcionament d'un motor a reacció d'avió és similar a l'acció d'una mànega d'incendis. La seva mànega té un extrem cònic. Sortint per una obertura estreta, l'aigua augmenta significativament la seva velocitat. La força de contrapressió creada en aquest cas és tan forta que el bomber gairebé no pot agafar la mànega a les mans. Aquest comportament de l'aigua també pot explicar el principi de funcionament d'un motor a reacció d'un avió.
Càrregues direccionals
Aquest tipus de motor a reacció és el més senzill. Podeu imaginar-lo en forma de canonada amb extrems oberts, que s'instal·la en un pla en moviment. Davant la seva secció transversal s'expandeix. A causa d'aquest disseny, l'aire entrant redueix la seva velocitat i augmenta la seva pressió. El punt més ample d'aquesta canonadaés la cambra de combustió. Aquí és on s'injecta el combustible i després es crema. Aquest procés contribueix a l'escalfament dels gasos formats i la seva forta expansió. Això crea l'empenta d'un motor a reacció. El produeixen tots els mateixos gasos quan esclaten amb força des de l'extrem estret de la canonada. Aquesta empenta és la que fa volar l'avió.
Problemes d'ús
Els motors Sramjet tenen alguns inconvenients. Només poden treballar a l'avió que està en moviment. Una aeronau en repòs no es pot activar per les vies de rodada de flux directe. Per aixecar aquest avió a l'aire, cal qualsevol altre motor d'arrencada.
Resolució de problemes
El principi de funcionament d'un motor a reacció d'un avió de tipus turborreactor, que no té les deficiències d'una via de rodada de flux directe, va permetre als dissenyadors d'aeronaus crear l'avió més avançat. Com funciona aquest invent?
L'element principal d'un motor turborreactor és una turbina de gas. Amb la seva ajuda, s'activa un compressor d'aire, que passa pel qual l'aire comprimit es dirigeix a una cambra especial. Els productes obtinguts com a conseqüència de la combustió del combustible (generalment querosè) cauen sobre les pales de la turbina, que l'impulsa. A més, el flux d'aire-gas passa al broquet, on s'accelera a altes velocitats i crea una gran força d'empenta del raig.
Augment de potència
La força d'empenta reactivaaugmentar significativament en un curt període de temps. Per a això, s'utilitza la postcombustió. És la injecció d'una quantitat addicional de combustible al corrent de gas que escapa de la turbina. L'oxigen no utilitzat a la turbina contribueix a la combustió del querosè, que augmenta l'empenta del motor. A velocitats altes, l'augment del seu valor arriba al 70%, i a velocitats baixes - 25-30%.
