Реактивни покрети у инжењерству и природи - примери

За већину људи, појам "реактивно кретање" је представљен у облику савременог напретка у науци и технологији, посебно у области физике. Јет пропулзија у технологији га многи повезују са свемирским летелицама, сателитима и млазним авионима. Испоставило се да је феномен млазног погона постојао много раније од самог човека и независно од њега. Људи су само успели да разумеју, користе и развију оно што је подложно законима природе и универзума.

Шта је млазни погон?

На енглеском, реч "јет" звучи као "јет". Под њим се мисли на кретање тела, које се формира у процесу одвајања делова од њега са одређеном брзином. Постоји сила која помера тело у супротном смеру од правца кретања, раздвајајући део од њега. Сваки пут када се материја извлачи из објекта, а објект се креће у супротном смјеру, примјећује се реактивни покрет. Да би подигли објекте у ваздух, инжењери морају дизајнирати снажну млазну инсталацију. Ослобађајући пламенове, ракетни мотори га подижу у орбиту Земље. Понекад ракете лансирају сателите и свемирске сонде.

Што се тиче авиона и војних авиона, принцип њиховог рада донекле подсјећа на ракетно полијетање: физичко тијело реагира на снажан млаз плина који се избацује, тако да се креће у супротном смјеру. То је основни принцип рада млазних авиона.

Њутнови закони у кретању млаза

Инжењери свој развој заснивају на принципима стварања универзума, који су први пут детаљно описани у делима еминентног британског научника Исака Њутна, који је живео крајем 17. века. Њутнови закони описују механизме гравитације и говоре нам шта се дешава када се објекти померају. Посебно јасно објашњавају кретање тијела у простору.

Њутнов други закон одређује да снага покретног објекта зависи од тога колико материје садржи, другим речима, њене масе и промене брзине кретања (убрзање). Дакле, да би се створила снажна ракета, неопходно је да стално ослобађа велику количину енергије велике брзине. Њутнов трећи закон каже да ће за сваку акцију постојати једнака снага, али супротна реакција је опозиција. Јет мотори у природи и технологији поштују ове законе. У случају ракете, сила дјеловања је материја која излази из испушне цијеви. Опозиција је да гурне ракету напријед. То је снага емисије из ње гура ракету. У свемиру, где ракета нема готово никакву тежину, чак и незнатан притисак ракетних мотора може учинити да велики брод лети брзо напријед.

Техника која користи млазни погон

Физика реактивног кретања је да убрзање или успоравање тела настаје без утицаја околних тела. Процес се одвија због одвајања дијела система.

Примери млазног погона у технологији су:

1. феномен трзања од ударца;
2. експлозије;
3. несреће током несрећа;
4. трзање када се користи моћан пиштољ;
5. брод са млазним мотором;
6. млазни авион и ракета.

Тела стварају затворени систем ако интерагују једни са другима. Таква интеракција може довести до промјене у механичком стању тијела која формирају систем.

Какав је ефекат закона очувања момента?

Први пут је овај закон најавио француски филозоф и физичар Р. Декарт. Када два или више тела интерагују, између њих се формира затворени систем. Када се креће, свако тело има свој импулс. То је маса тела помножена брзином. Укупни импулс система једнак је векторској суми импулса тела у њему. Импулс било којег тела унутар система варира због њиховог међусобног утицаја. Укупни импулс тела у затвореном систему остаје непромењен током разних покрета и интеракција тела. То је закон очувања момента.

Примјери дјеловања овог закона су било какви судари тијела (билијарске кугле, аутомобили, елементарне честице), као и ломови тијела и пуцање. Када је оружје испаљено, настаје трзај: пројектил се креће напријед, а оружје се само повлачи. Зашто се то догађа? Метак и оружје између себе формирају затворени систем у којем функционише закон очувања момента. Када пуцају, мењају се импулси самог оружја и метка. Али укупни импулс оружја и метак у њему пре него што је пуцао ће бити једнак укупном импулсу одвојеног оружја и испаљеног метка после пуцњаве. Ако би метак и пиштољ имали исту масу, распали би се у супротним правцима истом брзином.

Закон о очувању импулса има широку практичну примену. То вам омогућава да објасните млазни погон, због чега се постижу највеће брзине.

Реактивни покрет у физици

Најупечатљивији пример закона очувања момента је кретање млаза које изводи ракета. Најважнији део мотора је комора за сагоревање. У једном од његових зидова налази се млазница, прилагођена за ослобађање гаса који настаје при сагоревању горива. Под дејством високе температуре и притиска гаса при великој брзини из млазнице мотора. Прије лансирања ракете, његов замах у односу на Земљу је нула. У време лансирања, ракета такође прима пулс који је једнак импулсу гаса, али супротно у смеру.

Примјер физике млазног погона може се видјети свуда. Током прославе рођендана, балон може постати ракета. На који начин? Напухајте балон тако што ћете отворити отвор тако да ваздух не побегне из њега. Сада га пусти. Балон са великом брзином возиће се по просторији, вођен зраком који из њега излази.

Историја млазне пропулзије

Историја млазних мотора почела је још давне 120. године пре нове ере, када је чапља Александрија дизајнирала први млазни мотор, еолипил. Вода се сипа у металну куглу, која се загрева ватром. Пара која излази из ове лопте окреће је. Овај уређај показује млазни погон. Свештеници геронских мотора успешно су се користили за отварање и затварање врата храма. Модификација еолипила - Сегнер котача, који се ефикасно користи у нашем времену за наводњавање пољопривредног земљишта. У 16. веку, Јовани Бранца је у свет увео прву парну турбину која је радила на принципу млазног погона. Исаац Невтон предложио је један од првих пројеката парних аутомобила.

Први покушаји коришћења млазног погона у технологији за кретање земљом припадају 15-17 веку. Пре 1000 година, Кинези су имали ракете које су коришћене као војно оружје. На пример, 1232. године, према хронику, у рату са Монголима, користили су стријеле, опремљене ракетама.

Први покушаји изградње млазног авиона почели су 1910. године. Као основа је узето ракетно истраживање протеклих векова, где је детаљно описано коришћење убрзивача праха, који могу значајно смањити дужину накнадног сагоревања и полетања. Главни дизајнер био је румунски инжењер Хенри Цоанда, који је изградио авион заснован на клипном мотору. Пионир млазног погона у техници се с правом може назвати инжењер из Енглеске - Франк Вхитле, који је предложио прве идеје о стварању млазног мотора и добио свој патент за њих крајем КСИКС века.

Први млазни мотори

Први пут је развој млазног мотора у Русији почео почетком 20. века. Теорију кретања млазних апарата и ракетне технологије која је способна развити суперсоничну брзину, дао је познати руски научник К. Е. Циолковски. Талентовани дизајнер А. М. Лиулка успио је оживјети ову идеју. Он је створио пројекат првог млазног авиона СССР-а који је радио уз помоћ млазне турбине. Први млазни авиони су створили немачки инжењери. Стварање пројеката и производње вршено је тајно у маскираним фабрикама. Хитлер, са својом идејом да постане светски владар, повезао је најбоље немачке дизајнере да производе најснажније оружје, укључујући и брзе авионе. Најуспешнији од њих био је први немачки авион Мессерсцхмитт-262. Ово авиона Постао је први у свијету који је успјешно издржао све тестове, слободно узео у зрак и након тога почео се масовно производити.

Авион је имао следеће карактеристике:

• Уређај је имао два турбомлазна мотора.
• Радар се налазио у прамцу.
• Максимална брзина авиона износила је 900 км / х.

Захваљујући свим овим показатељима и карактеристикама дизајна, први млазни авион Мессерсцхмитт-262 био је огромно оружје у борби против других авиона.

Прототипови модерних авиона

У послијератном периоду руски дизајнери створили су млазне авионе, који су касније постали прототипови модерних авиона.

И-250, познатији као легендарни МиГ-13, је борац на којем је АИ Микоиан радио. Први лет је обављен у пролеће 1945. године, када је борбени авион показао рекордну брзину која је достигла 820 км / х. Лансирани су млазни авиони МиГ-9 и Јак-15.

У априлу 1945. године, по први пут, П.О. Сухој - Су-5 је одлетио у небо, дижући се и летећи због ваздушног млаза-компресора и клипног мотора који се налази у репном делу конструкције.

Након завршетка рата и предаје фашистичке Немачке, Совјетски Савез је преузео немачке авионе са ЈУМО-004 и БМВ-003 као трофеје.

Први свјетски прототипови

Не само немачки и совјетски дизајнери су се бавили развојем, тестирањем нових авиона и њиховом производњом. Инжењери из САД-а, Италије, Јапана и Велике Британије су такође направили доста успјешних пројеката, користећи погон у инжењерству. Међу првим развојима са различитим типовима мотора су:

• Не-178 - немачка турбореактивна електрана на авионима, подигнута у ваздух у августу 1939. године.
• ГлостерЕ. 28/39 - авион из Велике Британије, са турбо-млазним мотором, први пут је улетио у небо 1941. године.
• Нот-176 - борац створен у Немачкој помоћу ракетног мотора, први пут је извршио лет у јулу 1939. године.
• БИ-2 - први совјетски авион, који је покренут ракетном електраном.
• ЦампиниН.1 - млазни авион створен у Италији, који је постао први покушај италијанских дизајнера да се одмакну од клипног пандана.
• Иокосука МКСИ7 Охка (“Ока”) са Тсу-11 мотором је јапански борац-бомбардер, такозвани једнократни авион са пилотом камиказа на броду.

Употреба млазног погона дала је оштар потицај брзом стварању сљедећих млазних авиона и даљњем развоју војних и цивилних зракоплова.

1. ГлостерМетеор - авионски авион, произведен у Великој Британији 1943. године, одиграо је значајну улогу у Другом свјетском рату, а након завршетка извршио је задатак пресретача њемачких ракета В-1.
2. ЛоцкхеедФ-80 је млазни авион произведен у САД-у који користи мотор типа АллисонЈ. Ови авиони су више него једном учествовали у јапанско-корејском рату.
3. Б-45 Торнадо је прототип модерних америчких Б-52 бомбардера, насталих 1947. године.
4. МиГ-15, сљедбеник признатог борбеног авиона МиГ-9, који је активно учествовао у војном сукобу у Кореји, произведен је у децембру 1947. године.
5. Ту-144 је први совјетски суперсонични авионски авион.

Модерни млазни апарати

Сваке године авиони се побољшавају, јер дизајнери из цијелог свијета раде на стварању возила нове генерације способних за летење брзином звука и надзвучним брзинама. Сада постоје линијски бродови који могу да приме велики број путника и терета, са огромним димензијама и незамисливом брзином од преко 3000 км / х, војним авионима опремљеним модерном борбеном опремом.

Међутим, међу овим варијантама постоји неколико дизајна носача рекорда:

1. Аирбус А380 је најобимнији уређај који може примити 853 путника на броду, који је опремљен двокатном структуром. Он је такође један од најлуксузнијих и најскупљих авиокомпанија нашег времена. Највећи путнички брод у ваздуху.
2. Боеинг 747 - више од 35 година сматра се најдуговјечнијим двоспратним бродом и може превести 524 путника.
3. АН-225 "Мрија" - теретни авион, који се може похвалити носивошћу од 250 тона.
4. ЛоцкхеедСР-71 је млазни авион, који током лета досеже брзину од 3529 км / х.

Авијацијска истраживања не стоје мирно, јер авиони авиона су основа брзог развоја модерне авијације. Сада је у припреми неколико западних и руских путничких, путничких и беспилотних летелица са млазним моторима, чије је издавање планирано наредних неколико година.

Руски иновативни развој будућности укључује борбу ПАК ФА - Т-50 пете генерације, чије прве копије ће ићи трупама наводно крајем 2017. или почетком 2018. године након тестирања новог млазног мотора.

Природа је пример млазног погона.

Реактивни принцип кретања првобитно је предложила сама природа. Његову акцију користе неке ларве. врсте вилиних коња, медуза, много мекушаца - шкољке, сипа, хоботница, лигња. Они примењују неку врсту "принципа одбијања". Сипа црпи воду и баца га тако брзо да и сами скок напред. Лигње, користећи ову методу, могу достићи брзине до 70 километара на сат. Зато је овај начин превоза омогућио да се лигње назову "биолошким ракетама". Инжењери су већ измислили мотор који ради на принципу кретања лигње. Један пример коришћења млазног погона у природи и технологији је млаз.

Ово је уређај који омогућава кретање кроз снагу воде која се испушта под јаким притиском. У уређај се вода пумпа у комору, а затим из ње избацује кроз млазницу, а брод се креће у смјеру супротном од пражњења млаза. Вода се увлачи са мотором који ради на дизел или бензин.

Примери млазног погона нуде нам и биљни свет. Међу њима су и врсте које користе такав покрет за ширење сјемена, на примјер, махнита краставца. Само споља ова биљка је као уобичајени краставци за нас. И карактеристична "луда" коју је добила због чудног начина репродукције. Зрео, плод се одбија од стабљике. Као резултат, отвара се рупа кроз коју краставац пуца са супстанцом која садржи семена погодна за клијање употребом реактивности. И краставац се истовремено одбија до дванаест метара у правцу супротном од метка.

Манифестација у природи и техника млазног погона подлежу истим законима универзума. Човечанство све више користи ове законе да би постигло своје циљеве не само у атмосфери Земље, већ иу пространству, а млазни погон је живописан пример.