Двигател с двигател: принципът на работа (за кратко). Принципът на реактивния двигател

С реактивен се разбира движение, при което една от неговите части се отделя от тялото с определена скорост. Силата, която възниква в резултат на такъв процес, действа самостоятелно. С други думи, тя дори няма дори и най-малък контакт с външни тела.

Движещо задвижване в природата

По време на лятната почивка на юг почти всеки от нас, плувайки в морето, се срещна с медузи. Малцина обаче смятаха, че тези животни се движат по същия начин като реактивния двигател. Принципът на действие в същността на такъв агрегат може да се наблюдава, когато се преместят някои видове морски планктон и ларви на водни кончета. И ефективността на тези безгръбначни е често по-висока от тази на техническите средства.

Кой друг може ясно да покаже как работи реакторът? Калмари, октопод и сепия. Подобно движение се извършва от много други морски мекотели. Нека вземем например сепия. Тя вкарва вода в хрилете си и я изхвърля енергично през фунията, която се насочва назад или настрани. По този начин мекотелите могат да правят движения в необходимата партия.

При движението на ролката може да се наблюдава и принципът на работа на реактивния двигател. Това морско животно взема вода в широка кухина. След това мускулите на тялото му се свиват, изтласквайки течността през дупката, която е зад нея. Реакцията на получената струя позволява на рапицата да се придвижи напред.

Морски ракети

Но калмарът, в края на краищата, постигна най-голямото съвършенство в навигацията с джетове. Дори самата форма на ракетата изглежда е била копирана от това морско същество. Когато се движите с ниска скорост, калмарът периодично огъва диамантено оформената си перка. Но за кратък удар той трябва да използва собствения си "реактивен двигател". Принципът на работата на всичките му мускули и органи трябва да се разгледа по-подробно.

Калмари имат особена мантия. Това е мускулната тъкан, която обкръжава тялото му от всички страни. По време на движението животното изсмуква в тази мантия голям обем вода, като хвърля рязко струята през специална тясна дюза. Такива действия позволяват на сепията да се движи назад със скорости до седемдесет километра в час. Докато се движите животното събира всичките си десет пипала в пакет, който придава на тялото олекотена форма. В дюзата има специален вентил. Животното го превръща с помощта на мускулна контракция. Това позволява на морския обитател да промени посоката на движение. Ролята на кормилото по време на движението на калмари се играе от неговите пипала. Те ги насочват наляво или надясно, надолу или нагоре, като лесно избягват сблъсъци с различни препятствия.

Има един вид калмари (стенотетис), който принадлежи към титлата на най-добър пилот сред мекотелите. Опишете принципа на реактивния двигател - и ще разберете защо, по време на преследването на риба, това животно понякога изскача от водата, падащо дори на палубите на корабите, плаващи по океана. Как се случва това? Пилотът за калмари, намиращ се във водния елемент, развива максималната реактивна тяга за него. Това му позволява да лети над вълните на разстояние до петдесет метра.

Ако разгледаме реактивен двигател, кой принцип на работа на животните може да бъде споменат още? Това, на пръв поглед, безотговорно октопод. Плувците от тях не са толкова бързи, колкото калмари, но в случай на опасност скоростта им може да бъде завиждана дори от най-добрите спринтьори. Биолози, които са изучавали миграция на октопод, са установили, че се движат като начина, по който работи един реактивен двигател.

Животното с всеки поток от вода, изхвърлен от фунията, прави тире за два или дори два и половина метра. В този случай октоподът плува по особен начин - назад.

Други примери за реактивно задвижване

Има и ракети в света на растенията. Принципът на реактивен двигател може да бъде наблюдаван, когато дори при много леко докосване, "лудият краставик" се отскача от стъблото при висока скорост, като едновременно с това отстранява лепкавата течност със семената. В този случай самите плодове изминават значително разстояние (до 12 м) в обратната посока.

Принципът на работа на реактивен двигател може да се наблюдава и при лодка. Ако от него във водата в определена посока ще хвърлят тежки камъни, тогава ще започне движение в обратна посока. Същото е ракетен самолет метод на работа на двигателя. Само там се използват газове вместо камъни. Те създават реактивна сила, която осигурява движение както във въздуха, така и в изчерпаното пространство.

Фантастично пътуване

По време на полетите до космоса човечеството отдавна мечтае. Това се доказва от произведенията на автори на научна фантастика, които за постигането на тази цел предлагат различни средства. Например, героят на историята на френския писател Еркул Савинен Сирано де Бержерак достигнал Луната на железен вагон, над който непрекъснато бил хвърлен силен магнит. Известният Мюнхаузен достига до същата планета. Голяма стъбло от боб помогна да пътува.

Движещо задвижване се използва в Китай през първото хилядолетие преди Христа. Бамбуковите тръби, пълни с барут, служеха като ракети за забавление. Между другото, проектът на първата кола на нашата планета, създадена от Нютон, също беше с реактивен двигател.

История на създаването на пистата

Само през 19-ти век. мечтата на човечеството за космоса започва да придобива конкретни черти. В края на краищата този руски революционер Ник Кибалчич създаде първия световен проект самолет с реактивен двигател. Всички статии бяха изготвени от Народнина Воля в затвора, където той падна след опита за Александър. Но, за съжаление, на 3 април 1811 г. Кибалчич беше екзекутиран и идеята му не намери практическо въплъщение.

В началото на 20-ти век. Идеята за използване на ракети за полети в космоса беше представена от руския учен К. Е. Циолковски. За първи път неговата работа, съдържаща описание на движението на тялото на променлива маса под формата на математическо уравнение, е публикувана през 1903 г. В бъдеще ученият развива самата схема на реактивен двигател, задвижван от течно гориво.

Циолковски изобретил и многостепенна ракета и изрази идеята да се създаде в близкоземната орбита на тези космически градове. Циолковски убедително доказа, че единственото средство за космически полети е ракета. Това е устройство, оборудвано с реактивен двигател, подхранван и оксидиран. Само такава ракета е в състояние да преодолее силата на гравитацията и да лети над атмосферата на Земята.

Проучване на космоса

Статията на Циолковски, публикувана в периодичния "Научен преглед", потвърждава репутацията на мечтателя за учения. Никой не взе сериозно аргументите си.

Идеята за Циолковски е реализирана от съветски учени. Под ръководството на Сергей Павлович Королев те пуснаха първия изкуствен спътник на Земята. На 4 октомври 1957 г. тази машина доставя ракета с оръжеен двигател в орбита. Работата на РЗ се основава на трансформацията на химическата енергия, която се прехвърля от горивото в газовата струя, превръщайки се в кинетична енергия. В този случай ракетата се движи в обратната посока.

Двигателят, чийто принцип на работа се използва от много години, намира приложение не само в космонавтиката, но и в авиацията. Но най-вече се използва изстрелване на ракети. В края на краищата само RD може да премества устройството в място, където липсва някаква среда.

Течен реактивен двигател

Всеки, който е застрелял огнестрелно оръжие или просто е гледал този процес отвън, знае, че има сила, която със сигурност ще изтласка багажника. И с по-голяма сума на таксата, завръщането със сигурност се увеличава. Джет двигателят работи също. Принципът на нейната работа е подобен на начина, по който стъблото се натиска назад под действието на струя горещи газове.

Що се отнася до ракетата, процесът, по време на който се запалва, е постепенно и непрекъснато. Това е най-простият двигател с твърдо гориво. Той е добре запознат с всички ракетни моделисти.

В течно струен двигател (LRE) се използва смес, състояща се от гориво и окислител, за създаване на работен флуид или проточна струя. Последното, като правило, е азотна киселина или течен кислород. Горивото в LRE е керосин.

Принципът на работа на реактивния двигател, който е бил в първите проби, се запазва и до днес. Едва сега използва течен водород. По време на окисляването на това вещество, специфичният импулс се увеличава с 30% в сравнение с първия LPRE. Трябва да се каже, че идеята за използване на водорода е предложена от самия Циолковски. Въпреки това съществуващите трудности по време на работа с това високо експлозивно вещество бяха просто непреодолими.

Какъв е принципът на реактивния двигател? Горивото и окислителят влизат в работната камера от отделни резервоари. Освен това компонентите се превръщат в смес. Той гори, като по този начин разпределя колосалното количество топлина под налягане до десетки атмосфери.

Компонентите в работната камера на реактивния двигател идват по различни начини. Оксидиращият агент се въвежда тук директно. Но горивото преминава по-дълъг път между стените на камерата и дюзата. Тук се нагрява и вече има висока температура, е хвърлен в зоната на горене чрез множество дюзи. Тогава струята, образувана от дюзата, се разрушава и осигурява на самолета момент на придвижване. По този начин можете да кажете какъв вид реактивен двигател е принципът на работа (за кратко). В това описание не са споменати много компоненти, без които операцията на LRE би била невъзможна. Сред тях са компресорите, необходими за създаване на необходимото налягане за впръскване, клапани, захранващи турбини и др.

Съвременна употреба

Въпреки факта, че работата на реактивния двигател изисква голямо количество гориво, LRE продължава да служи на хората днес. Те се използват като основни маршируващи двигатели в ракетните превозвачи, както и за маневриране за различни космически превозни средства и орбитални станции. В авиацията се използват други видове пътеки, които имат леко различни характеристики и дизайн.

Развитие на авиацията

От началото на 20-ти век, до времето, когато избухна Втората световна война, хората летяха само на самолети с витло. Тези превозни средства са оборудвани с двигатели с вътрешно горене. Прогресът обаче не спря. С развитието му имаше нужда да се създадат по-мощни и по-бързи самолети. Тук обаче авиационните дизайнери са изправени пред привидно неразрешим проблем. Факт е, че дори при леко увеличение мощност на двигателя масата на самолета се увеличи значително. Изходът от създадената ситуация обаче беше открит от англичанина Франк Уил. Той създаде изцяло нов двигател, наречен реактивен. Това изобретение даде мощен импулс за развитието на авиацията.

Принципът на реактивния двигател е подобен на този на пожарния маркуч. Маркучът му има стеснен край. Оставайки през тясна дупка, водата значително увеличава скоростта си. Получената сила на обратно натиск е толкова силна, че пожарникарят едва може да държи маркуча в ръцете си. Това поведение на водата може да обясни и принципа на работа на реактивния двигател.

Пътнически пътеки

Този тип реактивен двигател е най-простият. Представете си, че може да бъде под формата на тръба с отворени краища, която е монтирана на движещ се самолет. Отпред се разширява напречното сечение. Благодарение на този дизайн входящият въздух намалява скоростта и увеличава натиска. Най-широкото място на такава тръба е горивната камера. Тук горивото се инжектира и запалването му продължава. Подобен процес насърчава загряването на образуваните газове и силното им разширение. Това създава тежестта на реактивния двигател. Той произвежда всички същите газове, когато те се изтласкват навън от тесния край на тръбата. Това е това придърпване, което принуждава самолета да лети.

Проблеми при употреба

Двигателите с прав поток имат някои недостатъци. Те могат да работят само в тази равнина, която е в движение. Въздухоплавателното средство, което е в състояние на покой, не може да бъде активирано от направляващи с директно действие. За да се повдигне такъв самолет, е необходим друг стартов двигател.

Решаването

Принципът на работа на реактивния двигател на въздухоплавателното средство тип турбореактив, който няма недостатъци на оръдието, позволи на конструкторите на самолетите да създадат най-съвършеното въздухоплавателно средство. Как действа това изобретение?

Основният елемент в турбореактивния двигател е газовата турбина. С негова помощ се активира въздушен компресор, преминаващ през който се прекарва сгъстен въздух в специална камера. Получените продукти за горене на гориво (обикновено керосин) попадат върху турбинните лопатки, отколкото го задвижват. Освен това потокът въздух-газ преминава в дюзата, където се ускорява до високи скорости и създава огромна реактивна теглителна сила.

Повишаване на мощността

Реактивната теглителна сила може значително да се увеличи за кратък период от време. За тази цел се използва последващо изгаряне. Това е инжектирането на допълнително количество гориво в газовия поток, излизащ от турбината. Неизползван в турбината, кислородът допринася за изгарянето на керосина, което увеличава натиска на двигателя. При високи скорости увеличението на стойността му достига 70%, а при малки скорости достига 25-30%.