Հետաքրքիր փաստեր ռեակտիվ շարժիչի մասին. Ինչպե՞ս է շարժվում դդակաձուկը. Մեդուզաների տեղափոխման ռեակտիվ եղանակ

Քաղաքապետարանի բյուջեն ուսումնական հաստատությունՍիչևսկայա միջին հանրակրթական դպրոց №1

Ստեղծագործական նախագիծ

անվանակարգում

«Տեխնիկական գիտություն»

թեմայի շուրջ « Ռեակտիվ շարժիչ»

Դիզայներ՝ 9-րդ «Ա» դասարանի աշակերտ Սավինովա Աննա

Ղեկավար՝ ֆիզիկայի ուսուցիչ

Գուլակովա Իրինա Ալեքսանդրովնա

Սիչևկա 2011 թ

Գլուխ 1. Ռեակտիվ շարժիչի սահմանում 5

§1. Ի՞նչ է ռեակտիվ շարժիչը 5

§ 2. Ռեակտիվ շարժում կենդանական աշխարհում 5

§ 3. Ռեակտիվ շարժումը բույսերի աշխարհում 5

Գլուխ 2. Ռեակտիվ շարժիչի կիրառում 7

§1. Ինքնաթիռներ 7

§2. Սփրինքլեր 7

§3. Ճկուն խողովակներ 7

§4. Հրավառություն 8

§5. արկեր «Կատյուշա» և հրթիռներ 8

§6. Տիեզերական հրթիռներ 9

Գլուխ 3. Հրթիռներ 10

§ 1. Հրթիռի շահագործման սկզբունքը 10

§ 2. Հրթիռի սարքը 10

§ 3. Հրթիռների գյուտի պատմություն 11

§ 4. Հրթիռը որպես փոխադրամիջոց 12

§ 5. Հրթիռների օգտագործում 12

Գլուխ 4. Մեշչերսկու հավասարումը 14

§ 1. Իվան Վսեվոլոդովիչ Մեշչերսկի 14

§ 2. Իմպուլս 14

§ 3. Մեշչերսկու հավասարումը 15

Գլուխ 5. Կոնստանտին Էդուարդովիչ Ցիոլկովսկի. Ցիոլկովսկու բանաձևը 16

§ 1. Կոնստանտին Էդուարդովիչ Ցիոլկովսկի 16

§ 2. Ցիոլկովսկու բանաձեւ 16

Գլուխ 6. Jetpacks 18

Գլուխ 7. Հետաքրքիր փաստ 20

Եզրակացություն 21

Գրականություն 22

Նպատակներ և նպատակներ

Իմացեք ռեակտիվ շարժիչի հիմնական սկզբունքները

Գտեք տեղեկատվություն ամենաշատի մասին հետաքրքիր ուղիներռեակտիվ շարժիչ

Դասերից ստացված գիտելիքների խորացում և ընդլայնում, ֆիզիկայի նկատմամբ հետաքրքրության մեծացում

Գիտական աշխարհայացքի ձևավորում

Տպագիր աղբյուրների և ինտերնետի միջոցով նոր գիտելիքներ ձեռք բերելու կարողության զարգացում

Ներածություն

Մարդը միշտ ցանկացել է թռչել սովորել։ Նրա երազանքն իրականացավ վերջերս՝ ինքնաթիռ կառուցեցին։ Բայց մարդը զարգանում է, և նրա երազանքները զարգանում են: Ամպերի փոխարեն տղամարդը ցանկանում էր բարձրանալ դեպի աստղերը։ Այս երազանքն իրագործելի է միայն բնության մեջ ռեակտիվ շարժիչի առկայության շնորհիվ։

Շատ դարեր շարունակ մարդկությունը երազել է տիեզերք ճանապարհորդության մասին: Այս նպատակին հասնելու համար գիտաֆանտաստիկ գրողներն առաջարկել են տարբեր միջոցներ: Ռեակտիվ շարժիչը օգնեց նախագծողներին և ինժեներներին հրթիռ ստեղծել: Գիտության առաջընթացի համար կարևոր է ռեակտիվ շարժիչի ուսումնասիրությունը։

Գլուխ 1. Ռեակտիվ շարժիչի սահմանում §1. Ինչ է ռեակտիվ շարժիչը

Ռեակտիվ շարժումը մարմնի շարժումն է, որը տեղի է ունենում, երբ նրա ինչ-որ մաս առանձնանում է նրանից ցանկացած արագությամբ, ինչի արդյունքում մարմինն ինքը ձեռք է բերում հակառակ ուղղված իմպուլս։

§ 2. Ռեակտիվ շարժում կենդանական աշխարհում

Ռ
Անգործուն շարժումը, որն այժմ օգտագործվում է ինքնաթիռներում, հրթիռներում և տիեզերական արկերում, բնորոշ է ութոտնուկներին, կաղամարներին, դանակներին, մեդուզաներին. բոլորը, առանց բացառության, լողի համար օգտագործում են ջրի նետված շիթերի ռեակցիան (հետադարձ):

Կաղամարը օվկիանոսի խորքերի ամենամեծ անողնաշարավոր բնակիչն է: Այն շարժվում է ռեակտիվ շարժիչի սկզբունքով, կլանում է ջուրը, այնուհետև այն ահռելի ուժով հրում հատուկ անցքով՝ «ձագարով», իսկ մեծ արագությամբ (մոտ 70 կմ/ժ) շարժվում է դեպի ետ։ Այս դեպքում կաղամարի բոլոր տասը շոշափուկները հավաքվում են գլխի վերևում գտնվող հանգույցով և այն ձեռք է բերում հարթ ձև:

Ինժեներներն արդեն ստեղծել են կաղամարների շարժիչի նման շարժիչ: Այն կոչվում է ջրցան թնդանոթ։ Դրա մեջ ջուրը ներծծվում է խցիկի մեջ: Եվ այնուհետև այն դուրս է նետվում վարդակի միջով. նավը շարժվում է ռեակտիվ ելքի ուղղությամբ հակառակ ուղղությամբ: Ջուրը ներծծվում է սովորական բենզինային կամ դիզելային շարժիչի միջոցով:

Սալպան թափանցիկ մարմնով ծովային կենդանի է, շարժվելիս առջևի բացվածքով ջուր է ստանում, իսկ ջուրը մտնում է լայն խոռոչ, որի ներսում խռիկները ձգվում են անկյունագծով։ Հենց կենդանին երկար կում ջուր է խմում, անցքը փակվում է։ Այնուհետև սալփայի երկայնական և լայնակի մկանները կծկվում են, ամբողջ մարմինը կծկվում է, և ջուրը դուրս է մղվում հետևի բացվածքով։ Հոսող շիթերի ռեակցիան առաջ է մղում սալպային

§ 3. Ռեակտիվ շարժումը բույսերի աշխարհում

Ռեակտիվ շարժիչի օրինակներ կարելի է գտնել նաև բույսերի աշխարհում:

Վ հարավային երկրներ(իսկ Սև ծովի ափին) կա մի բույս, որը կոչվում է «խելագար վարունգ»։ Մնում է միայն թեթևակի դիպչել հասած մրգին, որը նման է վարունգին, քանի որ այն ցողում է ցողունից, և պտուղից գոյացած անցքից սերմերով հեղուկը դուրս է գալիս շատրվանի պես մինչև 10 մ/վ արագությամբ:

Միևնույն ժամանակ վարունգներն իրենք են թռչում հակառակ ուղղությամբ։ Խենթ վարունգը (այլ կերպ կոչվում է «տիկնոջ ատրճանակ») կրակում է 12 մ-ից ավելի:

Գլուխ 2. Ռեակտիվ շարժիչի կիրառում §1. Ինքնաթիռ

ՀԵՏ
Ամոլետը (aka airplane) օդից ավելի ծանր օդանավ է (LA) մթնոլորտում թռչելու համար շարժիչների օգնությամբ և սարքի այլ մասերի համեմատ ամրացված թևով:

Ինքնաթիռ ստեղծելու առաջին փորձերը կատարվել են 19-րդ դարում։ Ներկառուցված առաջին ինքնաթիռը կյանքի չափը 1882 թվականին և արտոնագրվել է Mozhaisky A.F-ի ինքնաթիռը: Բացի այդ, ինքնաթիռներ գոլորշու շարժիչներկառուցված Ադերի և Մաքսիմի կողմից: Սակայն այս կառույցներից ոչ մեկը չկարողացավ թռիչք կատարել։ Դրա պատճառներն էին. թռիչքի չափազանց բարձր քաշը և շարժիչների ցածր տեսակարար հզորությունը (շոգեշարժիչներ), թռիչքի և կառավարման տեսության բացակայությունը, ուժի տեսությունը և աերոդինամիկ հաշվարկները: Այս առումով, ինքնաթիռները կառուցվել են «պատահական», «աչքով», չնայած բազմաթիվ ավիացիոն ռահվիրաների ինժեներական փորձին:

Ռուսական ավիացիայի առաջին հաջողությունները վերաբերում են 1910 թ. Հունիսի 4-ին Կիևի պոլիտեխնիկական ինստիտուտի պրոֆեսոր, արքայազն Ալեքսանդր Կուդաշևը մի քանի տասնյակ մետր թռավ իր սեփական դիզայնով երկինքնաթիռով:

Հունիսի 16-ին Կիևի երիտասարդ ավիակոնստրուկտոր Իգոր Սիկորսկին նախ օդ բարձրացրեց իր ինքնաթիռը, իսկ երեք օր անց օդ բարձրացավ ինժեներ Յակով Գակելի ինքնաթիռը, անսովոր երկպլանի սխեման ֆյուզելաժով (բիմոնոպլան), որն այն ժամանակ անսովոր էր։ .

§2. Սփրինքլերի տեղադրում

Դ
Գյուղատնտեսական մշակաբույսերի ցողման ոռոգման համար օգտագործվում են ջրցան մեքենաներ և կայանքներ։ Ըստ թռիչքի միջակայքի՝ կաթիլները ստորաբաժանվում են կարճ ռեակտիվ վարդակների (5 - 8 մ), միջին շիթերի (15 - 35 մ) և հեռահար սարքերի (40 - 80 մ և ավելի): Կարճ հոսքի վարդակները չունեն շարժական մասեր և ստեղծում են օդափոխիչի տեսքով օջախի հոսք: Ոռոգումն իրականացվում է շարժման մեջ՝ բաց ջրանցքից ջրառով։

§3. Ճկուն խողովակներ

Գուլպանը խոռոչ խողովակ է, որը նախատեսված է նյութեր (սովորաբար հեղուկներ) մի տեղից մյուսը տեղափոխելու համար: Գուլպաները երբեմն կոչվում են նաև խողովակներ (խողովակները սովորաբար վերաբերում են պինդներին, մինչդեռ գուլպաները սովորաբար ճկուն են): Սովորաբար, գուլպանը գլանաձեւ է (մատանի խաչաձեւ հատվածում):

Հազիվ թե կարելի է գերագնահատել խողովակի արժեքը ժամանակակից աշխարհ, օգտագործվում է ջրի տակ և տիեզերքում, օգտագործման եղանակներն այնքան բազմազան են, որ ընդգրկում են մարդու կյանքի մեծ մասը։

§4. Հրավառություն

Ֆ
euerwerk (գեր.

Նույնիսկ հին ժամանակներում կրակին մեծ նշանակություն էին տալիս։ Այն օգտագործվում էր և՛ որպես հաղորդակցության միջոց, և՛ որպես վտանգի նախազգուշացում, և՛ տարբեր ծեսերի, սուրբ ծեսերի ձևավորման համար։ Շատ ժողովուրդներ ունեն ավանդույթներ, որոնք կապված են կրակի օգտագործման հետ (Ռուսաստանում դա Մասլենիցա է, Իվան Կուպալայի տոնը), մոմեր, ջահեր և այլն: Սրանք առաջին հրավառության նախատիպերն էին:

Կա ենթադրություն, որ առաջին հրավառությունը կանաչ բամբուկի կտորներ են եղել, որոնք պայթել են կրակի մեջ նետվելիս: Պայթող բամբուկով չինացիները բոլոր տոների համար վախեցնում էին չար ոգիներին, մինչև որ հայտնագործեցին վառոդը: Անմահության էլիքսիրը փնտրելու համար դաոսական գիտնականները խառնեցին սելիտրա, փայտածուխև ծծումբ՝ ստանալով սև փոշի, որը այրվում էր դանդաղ, բայց շատ կայուն և վառ:

§5. Կատյուշա արկեր և մարտական հրթիռներ

Կատյուշա - հայտնվել է Մեծի ժամանակ Հայրենական պատերազմ 1941-45 թվականներին անփող հրթիռային հրթիռային համակարգերի ոչ պաշտոնական անվանումը: Նման ինստալացիաները ակտիվորեն օգտագործվում էին Զինված ուժերԽՍՀՄ Երկրորդ համաշխարհային պատերազմի տարիներին.

Մարտական հրթիռ - հրթիռ, որը զենք է հասցնում թիրախին:

Ըստ նախագծման՝ մարտական հրթիռները բաժանվում են բալիստիկ և թեւավոր հրթիռների, ինչպես նաև կառավարվող և չկառավարվող հրթիռների։

Լուծվող խնդիրների բնույթով մարտական հրթիռները ստորաբաժանվում են տակտիկական, օպերատիվ-մարտավարական, ռազմավարական (1000 կմ-ից ավելի թռիչքների հեռահարություն), հակասուզանավային և զենիթային հրթիռների։

§6. Տիեզերական հրթիռներ

Գլուխ 3. Հրթիռներ

Ռ ակետա (իտալերենից. rocchetta - փոքր spindle) ռեակտիվ շարժիչով սարք է, որն օգտագործում է վառելիք և օքսիդիչ, որը գտնվում է հենց սարքի վրա։

Հրթիռի թռիչքը պարտադիր չէ, որ պահանջում է շրջակա օդի կամ գազային միջավայրի առկայությունը և հնարավոր է ոչ միայն մթնոլորտում, այլև վակուումում: Հրթիռ բառը նշանակում է թռչող սարքերի լայն տեսականի՝ տոնական ճայթրուկից մինչև տիեզերական արձակման մեքենա:

§ 1. Հրթիռի շահագործման սկզբունքը

Հրթիռի սկզբունքը շատ պարզ է. Հրթիռը նյութը (գազերը) դուրս է հանում մեծ արագությամբ՝ ազդելով դրա վրա մեծ ուժով։ Արտանետվող նյութը նույն, բայց հակառակ ուղղված ուժով, իր հերթին, գործում է հրթիռի վրա և արագացում է հաղորդում նրան հակառակ ուղղությամբ։ Եթե չկան արտաքին ուժեր, ապա հրթիռը արտանետվող նյութի հետ միասին փակ համակարգ է։ Նման համակարգի թափը չի կարող փոխվել ժամանակի ընթացքում: Հրթիռների շարժման տեսությունը հիմնված է այս դիրքորոշման վրա։

§ 2. Հրթիռի սարքը

գլխի մաս ( տիեզերանավ, գործիքների խցիկ);

օքսիդիչով բաք և վառելիքով բաք (օրինակ, հեղուկ ջրածինը կարող է օգտագործվել որպես վառելիք, իսկ հեղուկ թթվածինը որպես օքսիդիչ);

պոմպեր, վառելիքի այրման պալատ;

վարդակ (նեղացնելով խցիկը այրման արտադրանքի արտահոսքի արագությունը մեծացնելու համար)

Բազմաստիճան հրթիռը օդանավ է, որը բաղկացած է երկու կամ ավելի մեխանիկորեն միացված հրթիռներից, որոնք կոչվում են փուլեր, որոնք բաժանվում են թռիչքի ժամանակ։ Բազմաստիճան հրթիռը կարող է հասնել ավելի մեծ արագության, քան իր յուրաքանչյուր փուլն առանձին:

Առաջին անգամ բազմաստիճան հրթիռների կիրառման գաղափարը առաջ քաշեց ամերիկացի ինժեներ Ռոբերտ Գոդարդը 1914 թվականին, և ստացվեց գյուտի արտոնագիր: 1929 թվականին Կ.Ե. Ցիոլկովսկին հրատարակել է իր նոր գիրքը՝ «Տիեզերական հրթիռային գնացքներ» վերնագրով։ Այս տերմինով Կ.Ցիոլկովսկին անվանել է կոմպոզիտային հրթիռներ, ավելի ճիշտ՝ հրթիռների համախմբում, որոնք օդ են բարձրանում գետնին, այնուհետև օդում և վերջապես՝ արտաքին տիեզերքում։ Գնացքը, որը բաղկացած է, օրինակ, 5 հրթիռից, առաջինն է արձակում առաջինը՝ գլխի հրթիռը. դրա վառելիքի օգտագործման վերաբերյալ նրան, նա հանում է կեռիկներն ու գցվում գետնին։ Հետագայում, նույն կերպ, սկսում է աշխատել երկրորդը, այնուհետև երրորդը, չորրորդը և, վերջապես, հինգերորդը, որի արագությունը այդ ժամանակ բավական մեծ կլինի, որպեսզի տարվի միջմոլորակային տարածություն։ Գլխային հրթիռի հետ աշխատանքի հաջորդականությունը պայմանավորված է հրթիռի նյութերը ոչ թե սեղմման, այլ լարման մեջ աշխատելու ցանկությամբ, ինչը կթեթևացնի կառուցվածքը։ Ցիոլկովսկու խոսքով՝ յուրաքանչյուր հրթիռի երկարությունը 30 մետր է։ Տրամագիծը՝ 3 մետր։ Գլխիկներից գազերը անուղղակիորեն արտանետվում են դեպի հրթիռների առանցքը, որպեսզի ճնշում չգործադրեն հաջորդ հրթիռների վրա։ Գետնի վրա թռիչքի երկարությունը մի քանի հարյուր կիլոմետր է։

Չնայած այն հանգամանքին, որ տեխնիկական մանրամասներով հրթիռային տեխնիկան տարբեր կերպ է ընթացել (ժամանակակից հրթիռները, օրինակ, չեն «ցրվում» գետնի երկայնքով, այլ բարձրանում են ուղղահայաց, և փուլերի շահագործման կարգը. ժամանակակից հրթիռը հակառակն է, ինչի մասին խոսեց Ցիոլկովսկին), բազմաստիճան հրթիռի գաղափարն այսօր արդիական է մնում։

1935 թվականին Ցիոլկովսկին գրում է «Հրթիռի ամենաբարձր արագությունը» աշխատությունը, որտեղ նա պնդում էր, որ այն ժամանակվա տեխնոլոգիայի մակարդակով հնարավոր էր հասնել առաջին տիեզերական արագությանը (Երկրի վրա) միայն բազմաստիճան օգնությամբ։ հրթիռ. Այս պնդումը մնում է ճիշտ այսօր՝ բոլոր ժամանակակից տիեզերանավերը բազմաստիճան են։

§ 3. Հրթիռների գյուտի պատմություն

Շատ դարեր շարունակ մարդկությունը երազել է տիեզերք ճանապարհորդության մասին: Այս նպատակին հասնելու համար գիտաֆանտաստիկ գրողներն առաջարկել են տարբեր միջոցներ: 17-րդ դարում հայտնվեց ֆրանսիացի գրող Սիրանո դե Բերժերակի պատմությունը դեպի Լուսին թռիչքի մասին։ Այս պատմության հերոսը երկաթե սայլով հասավ Լուսին, որի վրա անընդհատ ուժեղ մագնիս էր նետում։ Քաշվելով դեպի իրեն՝ վագոնն ավելի ու ավելի բարձրացավ Երկրի վրա, մինչև հասավ լուսնին։ Իսկ բարոն Մյունհաուզենն ասաց, որ նա լուսին է բարձրացել լոբի ցողունի վրա։

Պատմաբանների մեծ մասը հրթիռների ծագումը կապում է չինական Հան դինաստիայի ժամանակների հետ (մ.թ.ա. 206-220 թթ.), վառոդի հայտնաբերման և հրավառության և զվարճանքի համար դրա օգտագործման սկիզբը: Փոշու լիցքի պայթյունից առաջացած ուժը բավարար էր տարբեր առարկաներ տեղափոխելու համար։ Հետագայում այս սկզբունքը կիրառություն գտավ առաջին թնդանոթների և մուշկետների ստեղծման գործում։ Փոշի զենքի արկերը կարող էին թռչել երկար հեռավորությունների վրա, բայց դրանք հրթիռներ չէին, քանի որ չունեին վառելիքի սեփական պաշարներ։ Այնուամենայնիվ, վառոդի գյուտն էր, որ դարձավ իրական հրթիռների առաջացման հիմնական նախադրյալը։ Չինացիների կողմից օգտագործվող թռչող «կրակային նետերի» նկարագրությունները ցույց են տալիս, որ այդ նետերը հրթիռներ են եղել։ Դրանց վրա ամրացված էր սեղմված թղթե խողովակ, որը բաց էր միայն հետևի մասում և լցված դյուրավառ միացությամբ: Այս լիցքը բռնկվեց, իսկ հետո նետը արձակվեց աղեղի միջոցով։ Նման նետերը օգտագործվել են մի շարք դեպքերում՝ ամրությունների պաշարման ժամանակ, նավերի և հեծելազորի դեմ։

Հին հռոմեացի գրող Aulus Gellius-ի (լատիներեն Aulus Gellius) վկայության համաձայն՝ առաջին ռեակտիվ սարքերից մեկն օգտագործվել է ավելի քան 2000 տարի առաջ՝ մ.թ.ա. 400 թվականին։ ե., հույն Պյութագորասի փիլիսոփա Արխիտոս Տարենտումացու կողմից, ով փայտե աղավնին գոլորշու օգնությամբ ստիպեց շարժվել մետաղալարով իր քաղաքի զարմացած բնակիչների աչքի առաջ։ Արխիտաս Տարենցկին օգտագործել է «գործողություն-արձագանք» սկզբունքը, որը գիտականորեն նկարագրվել է միայն 17-րդ դարում։

Հայտնի է, որ հրթիռներն օգտագործել են Զապորոժիեի կազակները՝ սկսած 16-17-րդ դարերից։ 17-րդ դարում բելառուս ռազմական ինժեներ Կազիմիր Սեմենովիչը նկարագրել է բազմաստիճան հրթիռ։

§ 4. Հրթիռը որպես փոխադրամիջոց

Մահապատժից մի քանի օր առաջ Կիբալչիչը մշակեց տիեզերական թռիչքներ իրականացնելու ունակ ինքնաթիռի օրիգինալ դիզայն և փաստաբանին հանձնեց ոչ թե ներողամտության կամ բողոքի խնդրանքը, այլ «Աերոնավիգացիոն սարքի նախագիծը»: Իր ապարատի մասին նա գրել է. «Եթե բալոնը տեղադրված է փակ հատակով դեպի վեր, ապա գազի հայտնի ճնշման դեպքում բալոնը պետք է վեր բարձրանա։ Կիբալչիչը մահապատժի է ենթարկվել 1881 թվականին, և միայն 1918 թվականին նրա նախագծով ծրարը հասանելի է դարձել գիտնականներին։ Նրա ապարատը պետք է աշխատեր սեղմված վառոդով։

1957 թվականին ԽՍՀՄ-ում Սերգեյ Կորոլևի գլխավորությամբ ստեղծվեց աշխարհում առաջին միջմայրցամաքային բալիստիկ հրթիռը՝ որպես միջուկային զենք տեղափոխելու միջոց, որը նույն թվականին օգտագործվեց աշխարհի առաջին արհեստական Երկրային արբանյակի արձակման համար։ Այսպես սկսվեց հրթիռների կիրառումը տիեզերական թռիչքների համար։

§ 5. Հրթիռների օգտագործում

Հրթիռներն օգտագործվում են որպես թիրախ զենք հասցնելու միջոց։ Քանի որ օդաչուն անհրաժեշտ չէ մարտական հրթիռը կառավարելու համար, այն կարող է կրել մեծ կործանարար ուժի լիցքեր, այդ թվում՝ միջուկային: Ժամանակակից համակարգերՏունը և նավագնացությունը հրթիռներին տալիս են ավելի մեծ ճշգրտություն և մանևրելու հնարավորություն:

Ինքնաթիռներ և ՓուչիկներԵրկրի մթնոլորտը ուսումնասիրելու համար արձակված առաստաղը 30-40 կիլոմետր է: Հրթիռները նման առաստաղ չունեն և օգտագործվում են հնչյունավորման համար վերին շերտերըմթնոլորտ, հիմնականում մեզոսֆերա և իոնոսֆերա։

Հրթիռը դեռևս միակ փոխադրամիջոցն է, որը կարող է տիեզերանավ արձակել տիեզերք:

Տիեզերագնացության կարիքների համար օգտագործվող հրթիռները կոչվում են արձակման մեքենաներ, քանի որ դրանք կրում են օգտակար բեռը: Առավել հաճախ բազմաստիճան բալիստիկ հրթիռներն օգտագործվում են որպես արձակման մեքենաներ։ Մեկնարկային մեքենան տեղի է ունենում Երկրից, կամ երկար թռիչքի դեպքում՝ արհեստական Երկրի արբանյակի ուղեծրից։

Կան հրթիռային սպորտսմեններ, որոնց հոբբին հրթիռների մոդելներ ստեղծելն ու արձակումն է: Նաև հրթիռներն օգտագործվում են սիրողական և պրոֆեսիոնալ հրավառություններում:

Ջրածնի պերօքսիդի հրթիռները օգտագործվում են jetpacks-ում, իսկ հրթիռները օգտագործվում են նաև որպես շարժիչներ հրթիռային մեքենաներում: Հրթիռային մեքենաները ռեկորդ են գրանցում առավելագույն արագացման մրցավազքի համար:

Գլուխ 4. Մեշչերսկու հավասարումը § 1. Իվան Վսեվոլոդովիչ Մեշչերսկի.

ԵՎ վան Վսեվոլոդովիչ Մեշչերսկի (1859-1935) - ռուս գիտնական, փոփոխական զանգվածի մարմինների մեխանիկայի հիմնադիր։

Ծնվել է Արխանգելսկ քաղաքում աղքատ ընտանիքում։ 1878 թվականին ընդունվել է Սանկտ Պետերբուրգի համալսարանի ֆիզիկամաթեմատիկական ֆակուլտետի մաթեմատիկայի բաժինը։ Սա Պետերբուրգի մաթեմատիկական դպրոցի ծաղկման շրջանն էր, որը հիմնադրվել էր Պ.Լ.Չեբիշևի կողմից: Այստեղ Մեշչերսկին հետաքրքրությամբ լսում էր ինչպես անձամբ Չեբիշևի, այնպես էլ հայտնի պրոֆեսորներ Ա.

Ուսանողական տարիներին Մեշչերսկին առանձնակի հետաքրքրությամբ ուսանել է մեխանիկա։ 1882 թվականին նա ավարտեց համալսարանը և մնաց պատրաստվել պրոֆեսորի պաշտոնին։ Այդ ժամանակվանից սկսվում է նրա ավելի քան կեսդարյա գիտամանկավարժական գործունեությունը։ 1891 թվականին նա ստացել է Սանկտ Պետերբուրգի կանանց բարձրագույն դասընթացների մեխանիկայի բաժինը, որը վարել է մինչև 1919 թվականը, այսինքն՝ մինչև այդ կուրսերի միացումը համալսարանի հետ։ 1897 թվականին Մեշչերսկին Սանկտ Պետերբուրգի համալսարանում հաջողությամբ պաշտպանում է իր ատենախոսությունը «Փոփոխական զանգվածի կետի դինամիկան» թեմայով, որը նրան ներկայացվում է կիրառական մաթեմատիկայի մագիստրոսի կոչման համար։

1902 թվականին հրավիրվել է Պետերբուրգի պոլիտեխնիկական ինստիտուտի ամբիոնը ղեկավարելու։ Այստեղ մինչև կյանքի վերջ ընթացել է նրա հիմնական գիտամանկավարժական աշխատանքը։ Ի.Վ.Մեշչերսկին ղեկավարել է 25 տարի մանկավարժական աշխատանքՊետերբուրգի համալսարանում եւ 33 տարի՝ Պոլիտեխնիկական ինստիտուտում։ Տարիների ընթացքում նա պատրաստել է հազարավոր մասնագետներ։ Նրա ուսանողներից շատերը դարձան ականավոր գիտնականներ (ակադեմիկոս Ա. Ն. Կռիլով, պրոֆեսոր Գ. Վ. Կոլոսով և ուրիշներ)։

Գիտության ոլորտում ակնառու ծառայությունների համար Ի.Վ.Մեշչերսկին 1928 թվականին շնորհվել է գիտության վաստակավոր գործչի կոչում։ Նրա անունով է կոչվել մի խառնարան լուսնի վրա։

§ 2. Իմպուլս

Բոլորը գիտեն, որ ատրճանակից կրակոցն ուղեկցվում է հետ մղումով։ Եթե փամփուշտի քաշը հավասար լիներ հրացանի քաշին, ապա նրանք կթռչեին նույն արագությամբ։ Հետադարձը տեղի է ունենում, քանի որ գազերի մերժված զանգվածը ստեղծում է ռեակտիվ ուժ, որի շնորհիվ կարող է ապահովվել շարժումը ինչպես օդում, այնպես էլ անօդ տարածության մեջ։ Եվ որքան մեծ է արտահոսող գազերի զանգվածը և արագությունը, այնքան մեծ ուժնահանջը զգացվում է մեր ուսով, որքան ուժեղ է հրացանի արձագանքը, այնքան մեծ է ռեակտիվ ուժը: Սա հեշտությամբ կարելի է բացատրել իմպուլսի պահպանման օրենքից, որն ասում է, որ փակ համակարգը կազմող մարմինների մոմենտի երկրաչափական (այսինքն՝ վեկտոր) գումարը մնում է հաստատուն համակարգի մարմինների ցանկացած շարժման և փոխազդեցության համար։

§ 3. Մեշչերսկու հավասարումը

Լայնորեն հայտնի է նրա տեսական մեխանիկայի դասընթացը, և հատկապես տեսական մեխանիկայի հիմնախնդիրների ժողովածուն (1914), որն անցել է 36 հրատարակություն և ընդունվել է որպես. ուսումնական ուղեցույցբարձրագույն ուսումնական հաստատությունների համար ոչ միայն ԽՍՀՄ, այլեւ մի շարք օտար երկրներ... Մեշչերսկու հավաքածուն, ինչպես նրա «Ուսուցման մեխանիկա և մեխանիկական հավաքածուներ որոշ բարձրագույններում» աշխատությունը ուսումնական հաստատություններԻտալիան, Ֆրանսիան, Շվեյցարիան և Գերմանիան» (1895), նպաստեցին Ռուսաստանի բարձրագույն ուսումնական հաստատություններում դասավանդման մեխանիկայի գիտական և մանկավարժական մակարդակի բարձրացմանը:

Մեշչերսկու երկրորդ նշանավոր աշխատության մեջ՝ «Փոփոխական զանգվածի կետի շարժման հավասարումներ ընդհանուր դեպքում» (1904 թ.), նրա տեսությունը վերջնական և չափազանց էլեգանտ արտահայտություն էր։ Այստեղ նա սահմանում և հետաքննում է ընդհանուր հավասարումըկետի շարժում, որի զանգվածը փոխվում է նյութական մասնիկների կցման և անջատման միաժամանակյա գործընթացից։ Այս հավասարումը հայտնի է որպես Մեշչերսկու հավասարում։

Իվան Վսեվոլոդովիչ Մեշչերսկին 1904 թվականին ստացել է փոփոխական զանգվածով մարմինների հավասարումը։

Այստեղ m-ը հրթիռի ընթացիկ զանգվածն է, a-ն յուրաքանչյուր երկրորդ զանգվածի սպառումն է, V-ը գազի շիթերի արագությունն է (այսինքն՝ գազերի արտահոսքի արագությունը հրթիռի համեմատ), F-ը արտաքին ուժերն են, որոնք գործում են հրթիռի վրա։ հրթիռ.

Գլուխ 5. Կոնստանտին Էդուարդովիչ Ցիոլկովսկի. Ցիոլկովսկու բանաձեւը § 1. Կոնստանտին Էդուարդովիչ Ցիոլկովսկի

Ն և մեկ գիտնական, ոչ մի գիտաֆանտաստիկ գրող երկար դարեր չի կարողացել անվանել մարդու տրամադրության տակ եղած միակ միջոցը, որի օգնությամբ կարելի է հաղթահարել ձգողության ուժը և թռչել տիեզերք։ Դա արել է ռուս գիտնական Կոնստանտին Էդուարդովիչ Ցիոլկովսկին (1857-1935): Նա ցույց տվեց, որ միակ սարքը, որն ընդունակ է հաղթահարել ձգողության ուժը, հրթիռն է, այսինքն. ապարատ ռեակտիվ շարժիչով, որն օգտագործում է վառելիք և օքսիդիչ, որը տեղադրված է հենց սարքի վրա:

Կոնստանտին Էդուարդովիչ Ցիոլկովսկի (սեպտեմբերի 5 (17), 1857, Իժևսկ, Ռյազանի նահանգ, Ռուսական կայսրություն- սեպտեմբերի 19, 1935, Կալուգա, ԽՍՀՄ) - ռուս և խորհրդային ինքնուս գիտնական, գիտաշխատող, դպրոցի ուսուցիչ։ Ժամանակակից տիեզերագնացության հիմնադիրը։ Նա հիմնավորեց ռեակտիվ շարժիչի հավասարման ածանցումը, եկավ այն եզրակացության, որ անհրաժեշտ է օգտագործել «հրթիռային գնացքներ»՝ բազմաստիճան հրթիռների նախատիպեր։ Աերոդինամիկայի, ավիացիայի և այլ գիտությունների վերաբերյալ աշխատությունների հեղինակ։

Ռուսական կոսմիզմի ներկայացուցիչ, Աշխարհագիտության սիրահարների ռուսական ընկերության անդամ։ Գիտաֆանտաստիկ ստեղծագործությունների հեղինակ, տիեզերական հետազոտության գաղափարների ջատագով և քարոզիչ։ Ցիոլկովսկին առաջարկել է բնակեցնել տիեզերքը՝ օգտագործելով ուղեծրային կայաններ, գաղափարներ առաջ քաշել տիեզերական վերելակի, գնացքների համար օդային բարձ... Նա կարծում էր, որ Տիեզերքի մոլորակներից մեկի վրա կյանքի զարգացումը կհասնի այնպիսի ուժի և կատարելության, որ թույլ կտա հաղթահարել ձգողականության ուժերը և կյանք տարածել ամբողջ Տիեզերքում:

Կ.Ե. Ցիոլկովսկին պնդում էր, որ ինքը զարգացրել է հրթիռային տեսությունը միայն որպես իր փիլիսոփայական հետազոտությունների կիրառում: Նա գրել է ավելի քան 400 ստեղծագործություն, որոնց մեծ մասը քիչ է հայտնի ընթերցողին։

§ 2. Ցիոլկովսկու բանաձեւը

Ցիոլկովսկու բանաձևը որոշում է այն արագությունը, որը օդանավը զարգացնում է հրթիռային շարժիչի մղման ազդեցության տակ, որն ուղղությունը անփոփոխ է՝ մնացած բոլոր ուժերի բացակայության դեպքում։ Այս արագությունը կոչվում է բնորոշ:

Կ.Ե. Ցիոլկովսկին դուրս բերեց մի բանաձև, որը թույլ է տալիս հաշվարկել առավելագույն արագությունոր հրթիռը կարող է զարգանալ։

Առավելագույն հասանելի արագությունը կախված է առաջին հերթին վարդակից գազի արտահոսքի արագությունից, որն իր հերթին կախված է հիմնականում վառելիքի տեսակից և գազի շիթերի ջերմաստիճանից: Որքան բարձր է ջերմաստիճանը, այնքան մեծ է արագությունը: Սա նշանակում է, որ հրթիռի համար պետք է ընտրել ամենաբարձր կալորիականությամբ վառելիքը, որը տալիս է ամենամեծ թիվըջերմություն. Վառելիքի զանգվածի և հրթիռի զանգվածի հարաբերակցությունը շարժիչի աշխատանքի ավարտին (այսինքն, ըստ էության, դատարկ հրթիռի քաշին) կոչվում է Ցիոլկովսկու համար:

Հիմնական եզրակացությունն այն է, որ անօդ տարածության մեջ հրթիռը կզարգացնի ավելի մեծ արագություն, այնքան մեծ կլինի գազերի արտահոսքի արագությունը և այնքան ավելի ավելի շատ համարՑիոլկովսկին.

Ցիոլկովսկու բանաձևը, որը ստացվել է 19-րդ դարի վերջին, դեռևս կազմում է հրթիռների նախագծման մեջ օգտագործվող մաթեմատիկական ապարատի կարևոր մասը, մասնավորապես, դրանց հիմնական զանգվածային բնութագրերը որոշելու համար:

Գլուխ 6. Jetpacks

Ռ
Jetpack - անհատական ինքնաթիռ, որը մաշված է հետևի մասում, որը թույլ է տալիս մարդուն օդ բարձրանալ ռեակտիվ մղման միջոցով: Շարժիչը առաջանում է շարժիչի կողմից ուղղահայաց դեպի ներքև նետված շիթից:

Հրթիռային փաթեթները դիզայնով շատ պարզ են, ինչի պատճառով էլ լայն տարածում գտան։ Wendell Moore Classic Rocket Pack-ը կարելի է պատրաստել մասնավոր արտադրամասում, չնայած այն պահանջում է լավ ինժեներական հմտություններ և սանտեխնիկայի բարձր մակարդակ: Հրթիռային փաթեթի հիմնական թերությունը թռիչքի կարճ տեւողությունն է (մինչեւ 30 վայրկյան) եւ սակավ վառելիքի՝ ջրածնի պերօքսիդի մեծ սպառումը։ Այս հանգամանքները սահմանափակում են հրթիռների փաթեթների շրջանակը բարձր արդյունավետ հանրային ցուցադրական թռիչքներով: Հրթիռային փաթեթներով թռչելը միշտ գրավում է հանդիսատեսի ուշադրությունը և մեծ հաջողություն է ունենում: Օրինակ, նման թռիչք կազմակերպվեց 1984 թվականին ԱՄՆ-ի Լոս Անջելես քաղաքում ամառային օլիմպիական խաղերի հանդիսավոր բացման ժամանակ։

Նույնիսկ Երկրորդ համաշխարհային պատերազմի ժամանակ Գերմանիան լայնորեն օգտագործում էր ջրածնի պերօքսիդի շարժիչները տորպեդոների, սուզանավերի, ինքնաթիռների և հրթիռների մեջ: Օրինակ, Me-163 կործանիչ-ընդհատիչն ուներ հեղուկ շարժիչով հրթիռային շարժիչ, որը սնվում էր 80% ջրածնի պերօքսիդով և հեղուկ կատալիզատորով (կալիումի պերմանգանատի լուծույթ կամ մեթանոլի, հիդրազին հիդրատի և ջրի խառնուրդ): Այրման խցիկում ջրածնի պերօքսիդը քայքայվում է գերտաքացած գոլորշու-գազի խառնուրդի մեծ ծավալի ձևավորմամբ՝ ստեղծելով հզոր ռեակտիվ մղում: Արտադրական ինքնաթիռն ուներ մինչև 960 կմ/ժ արագություն, կարող էր 12000 մետր բարձրություն բարձրանալ 3 րոպեում, թռիչքի տևողությունը՝ մինչև 8 րոպե։ Ջրածնի պերօքսիդը օգտագործվել է նաև V-2 հրթիռներում, սակայն որպես օժանդակ վառելիք, դրա վրա գործել են տուրբո պոմպեր՝ վառելիք և օքսիդիչ մատակարարելով հիմնական հրթիռային շարժիչի այրման պալատին։

Պատերազմի ավարտից հետո գերմանական հրթիռային տեխնոլոգիան հայտնի կոնստրուկտոր Վերներ ֆոն Բրաունի հետ միասին մտավ ԱՄՆ։ Ամերիկացի ինժեներներից մեկը, ով աշխատում էր Բրաունի հետ՝ Թոմաս Մուրը ստեղծեց անհատական թռչող մեքենա, որը նա անվանեց «ռեակտիվ ժիլետ»։ Ռեակտիվ ժիլետը սնուցվում էր ջրածնի պերօքսիդով: Պատրաստվել է «ռեակտիվ ժիլետ» և նստարանի փորձարկումների ժամանակ օդաչուին մի քանի վայրկյանով կարողացել է գետնից բարձրացնել։

Սակայն Մուրի «ժիլետն» ուներ չափազանց անհարմար կառավարման համակարգ։ Օդաչուի կրծքավանդակի վրա կար տուփ, որից մալուխները գնացին դեպի մղման կարգավորիչը և ուսապարկի երկու կառավարվող վարդակները։ Աջ և ձախ կողմում տուփն ուներ ձեռքի անիվներ. աջ ձեռքի անիվը կառավարում էր մղումը, իսկ ձախ կողմում երկու կոաքսիալ ղեկը կառավարում էր ձախ և աջ վարդակները: Յուրաքանչյուր վարդակ կարող է շեղվել առաջ կամ հետ: Եթե անհրաժեշտ էր կողք շրջվել, օդաչուն պտտեց ձեռքի անիվներից մեկը՝ շեղելով մեկ վարդակը։ Առաջ կամ հետ թռչելու համար օդաչուն միաժամանակ պտտել է երկու ձեռքի անիվները։ Տեսականորեն այսպես էր թվում. Թոմաս Մուրի «ռեակտիվ ժիլետը» երբեք չկարողացավ ինքնուրույն թռիչք կատարել, բանակը դադարեցրեց ֆինանսավորումը, և աշխատանքը սահմանափակվեց:

1958 թվականին Հարրի Բուրդեթը և Ալեքսանդր Բորը՝ Թիոկոլի ինժեներները, ստեղծեցին «ցատկելու գոտի», որը նրանք անվանեցին «Գրասհոպեր»։ Հպումը ստեղծվել է սեղմված ազոտի միջոցով բարձր ճնշում... «Գոտու» վրա ամրացված էին երկու փոքր վարդակներ՝ ուղղահայաց դեպի ներքև։ «Գոտու» կրողը կարող էր բացել փականը, վարդակների միջով մխոցից սեղմված ազոտ բաց թողնելով, մինչդեռ այն նետվում էր մինչև 7 մետր բարձրության վրա։ Թեքվելով առաջ՝ հնարավոր է եղել վազել 45-50 կմ/ժ արագությամբ՝ օգտագործելով «ցատկման գոտու» ստեղծած մղումը։ Այնուհետև Բուրդեթը և Բորը փորձարկեցին նաև ջրածնի պերօքսիդը: «Ցատկելու գոտին» զինվորականներին ցույց տվեցին գործողությունների ժամանակ, սակայն ֆինանսավորում չկար, և գործն ավելի հեռուն չգնաց, քան փորձնական փորձերը։

Վ վերջին տարիներըհրթիռային փաթեթը դառնում է հայտնի էնտուզիաստների մոտ, ովքեր այն ինքնուրույն են կառուցում: Բնակարանի դիզայնը բավականին պարզ է, բայց թռչող պայուսակի գաղտնիքը կայանում է երկու հիմնական բաղադրիչի մեջ՝ գազի գեներատորի և մղման կառավարման փականի մեջ: Նրանք մի անգամ կատարելագործվել են Վենդել Մուրի կողմից երկար փորձությունների ժամանակ:

Բեռնապարկերի տարածումը նույնպես կաշկանդված է խտացված ջրածնի պերօքսիդի պակասով, որն այլևս չի արտադրվում խոշոր քիմիական ընկերությունների կողմից։ Սիրողական հրթիռները էլեկտրոլիզի միջոցով դրա արտադրության համար կառուցում են իրենց գործարանները:

Ն
իսկ այսօր աշխարհում չկա ավելի քան 5 հաջող թռչող հրթիռ: Հարոլդ Գրեհեմի առաջին թռիչքից հետո ավելի քան քառասուն տարվա ընթացքում ընդամենը տասնմեկ մարդ (ներառյալ ինքը) թռավ ուսապարկով ազատ թռիչքով (առանց անվտանգության կապանքի): Դրանցից ամենահայտնին, ինչպես արդեն նշվեց, Բիլ Սուտորն է, ով ժամանակին ապրում էր Վենդել Մուրի հարեւանությամբ և խնդրեց թռչել ուսապարկով, որը Մուրը տուն էր բերել բեռնախցիկով: Ամերիկացիները քառապատկել են իրենց jetpack թռիչքի ժամանակը։

Գլուխ 7. Հետաքրքիր փաստ

Անիմացիոն ֆիլմերի ստեղծողները ռեակտիվ շարժիչի հետաքրքիր կիրառություն են գտել։ Ռեակտիվ շարժումը ստեղծում է տպավորիչ անիմացիաներ: Ահա մի քանի կադրեր մուլտֆիլմերից.

Եզրակացություն

Կատարված աշխատանքի արդյունքում ուսումնասիրեցի ռեակտիվ շարժիչի սկզբունքները և գտա տեղեկատվություն այս թեմայով։ Բացի այդ, ես ընդլայնեցի իմ գիտելիքները ֆիզիկայից: Նախկինում կարծում էի, որ ռեակտիվ շարժիչը օգտագործվում է միայն հրթիռների կառուցման մեջ, բայց հիմա իմացա, որ այն օգտագործվում է ինքնաթիռաշինության, հրավառության և նույնիսկ հրթիռների փաթեթների մեջ, որոնք թույլ են տալիս սավառնել գետնից բարձր և կատարել տարբեր տեսակներ: հնարքների. Կարելի է ասել, որ ռեակտիվ շարժիչը հեղափոխություն է կատարել ավիացիայում, և դրա կարևորությունը հնարավոր չէ գերագնահատել։ Ինքնաթիռները տեղափոխում են հազարավոր մարդկանց՝ ծախսելով նվազագույն ժամանակ, իսկ տիեզերագնացներն ուսումնասիրում են այլ մոլորակները հրթիռների վրա։ Բացի այդ, ռեակտիվ շարժիչը հանդիպում է նաև վայրի բնության մեջ:

գրականություն

Բիլիմովիչ Բ.Ֆ. «Ֆիզիկայի վիկտորինա»

Deryabin VM Պահպանման օրենքները ֆիզիկայում. - Մ.: Կրթություն, 1982:

Gelfer Ya.M. Պահպանության օրենքները. - Մ.: Նաուկա, 1967:

Մարմին Կ. Աշխարհն առանց ձևերի. - Մ.: Միր, 1976:

Մանկական հանրագիտարան. - Մ.: ԽՍՀՄ Գիտությունների ակադեմիայի հրատարակչություն, 1959:

Ա.Կուպով, Ա.Վինոգրադով «Ռեակտիվ շարժումը բնության և տեխնիկայի մեջ»

Մեծ Ռուսական հանրագիտարան, 1999-ից 456,476-477

Ինտերնետ հանրագիտարան «Վիքիպեդիա»

«Աշխարհի շուրջ» անվանակարգ

Պատրաստվելով Ամանորի տոնակատարությանը, ես զարդարեցի բնակարանը փուչիկներ... Երբ փչեցի օդապարիկները, դրանցից մեկը ձեռքիցս փախավ ու մեծ արագությամբ հակառակ ուղղությամբ թռավ ինձնից։ Ես ինքս ինձ հարց տվեցի՝ ի՞նչ եղավ օդապարիկի հետ։ Ծնողները բացատրել են, որ սա ռեակտիվ շարժիչ է։ Արդյո՞ք օդապարիկը թռչում է հրթիռի նման:

Վարկած,որը ես առաջ քաշեցի հետազոտության ընթացքում. գուցե ռեակտիվ շարժիչը տեղի է ունենում բնության մեջ և Առօրյա կյանք.

Նպատակներաշխատանք:

Զննել, քննել ֆիզիկական սկզբունքներռեակտիվ շարժիչ
պարզել, թե որտեղ է առաջանում ռեակտիվ շարժիչը բնության մեջ և առօրյա կյանքում:

Իմ վարկածը հաստատելու կամ հերքելու համար ես ինքս ինձ դրեցի առաջադրանքներ:

իրականացնել փորձեր, որոնք ցույց են տալիս ռեակտիվ շարժիչը,
կարդալ գիտահանրամատչելի գրականություն ռեակտիվ շարժիչի մասին,
գտնել համապատասխան նյութեր ինտերնետում,
ստեղծել ներկայացում այս թեմայով:

ՊԱՏՄԱԿԱՆ ՀԻՄՆԱԿԱՆ

Ռեակտիվ շարժիչը օգտագործվել է նույնիսկ X դարում Չինաստանում առաջին փոշու հրավառության և ազդանշանային հրթիռների արտադրության մեջ: 18-րդ դարի վերջին հնդկական զորքերը բրիտանացի գաղութատերերի դեմ պայքարում օգտագործեցին սև փոշի հրթիռներ։ Ռուսաստանում գործարկվել են փոշու հրթիռներ վաղ XIXդարում։

Երկրորդ համաշխարհային պատերազմի ժամանակ գերմանական զորքերը կիրառեցին V-2 բալիստիկ հրթիռներ՝ գնդակոծելով բրիտանական և բելգիական քաղաքները։ Խորհրդային զորքերՄեծ հաջողությամբ կիրառվեցին «Կատյուշա» բազմակի հրթիռային կայաններ։

Ռեակտիվ շարժիչների նախահայրերը.

Հույն մաթեմատիկոս և մեխանիկ Հերոն Ալեքսանդրացին (Հավելված 2.1), էոլիպիլուսի ստեղծող (Geron ball);
հունգարացի գիտնական Յանոշ Սեգները (Հավելված 2.3), ով ստեղծել է «Սեգների անիվը»;
Ն.Ի. Կիբալչիչն առաջինն է օգտագործել ռեակտիվ շարժիչը տիեզերական թռիչքների համար.
Հրթիռային նավիգացիայի հետագա տեսական զարգացումը պատկանում է ռուս գիտնական Ցիոլկովսկի Կ.Ե.
Նրա աշխատանքները ոգեշնչեցին Ս.Պ. Կորոլևին ստեղծել օդանավեր՝ օդաչուավոր տիեզերական թռիչքի համար: Նրա գաղափարների շնորհիվ աշխարհում առաջին անգամ արձակվեց Երկրի արհեստական արբանյակը (04.10.57) և առաջին կառավարվող արբանյակը՝ օդաչու-տիեզերագնացով Յու.Ա. Գագարին (12.04.1961 թ.).

ՖԻԶԻԿԱԿԱՆ ՍԿԶԲՈՒՆՔՆԵՐ ՌԵԱԿՏԻՎ ՇԱՐԺՈՒՄ ԵՎ ՀՐԹԻԹԱՅԻՆ ՍԱՐՔ

Ռեակտիվ շարժումը հիմնված է գործողության և ռեակցիայի սկզբունքի վրա. եթե մի մարմին գործում է մյուսի վրա, ապա դրա վրա կգործի ճիշտ նույն ուժը, բայց ուղղված հակառակ ուղղությամբ:

Ես մի փորձ եմ արել, որն ապացուցում է, որ յուրաքանչյուր գործողություն ունի հավասար հակադրություն։ (տեսահոլովակը)

Ժամանակակից տիեզերական հրթիռը շատ բարդ և ծանր ինքնաթիռ է, որը բաղկացած է հարյուր հազարավոր և միլիոնավոր մասերից: Այն բաղկացած է աշխատանքային հեղուկ(այսինքն՝ շիկացած գազեր, որոնք ձևավորվել են վառելիքի այրման արդյունքում և արտանետվել ռեակտիվ հոսքի տեսքով) և վերջնական «չոր»հրթիռի զանգվածը, որը մնում է հրթիռից շիկացած գազերի արտանետումից հետո (սա հրթիռի պատյանն է, այսինքն՝ տիեզերագնացների կենսաապահովման համակարգերը, սարքավորումները և այլն)։ Տիեզերական արագությունների հասնելու համար օգտագործվում են բազմաստիճան հրթիռներ։ Երբ ռեակտիվ գազի շիթդուրս է նետվում հրթիռից, հրթիռն ինքը շտապում է հակառակ ուղղությամբ՝ արագանալով մինչև 1-ին տիեզերական արագությունը՝ 8 կմ/վ։

Ես փորձ արեցի սայլերի փոխազդեցության վերաբերյալ և ապացուցեցի, որ որքան մեծ է վառելիքի զանգվածը, այնքան մեծ է հրթիռի արագությունը։ Այսպիսով, թռիչքների համար տարածք է պահանջվում մեծ գումարվառելիք.

ՌԵԱԿՏԻՎ ՇԱՐԺՈՒՄԸ ԲՆՈՒԹՅԱՆ ՄԵՋ

Այսպիսով, որտեղ է տեղի ունենում ռեակտիվ շարժիչը բնության մեջ: Ձկները լողում են, թռչունները թռչում են, կենդանիները վազում են: Ամեն ինչ կարծես թե պարզ է. Անկախ նրանից, թե ինչպես է դա: Կենդանիների մեջ թափառելու որսը քմահաճույք չէ, այլ խիստ անհրաժեշտություն։ Եթե ուզում եք ուտել, կարող եք շարժվել: Եթե չես ուզում, որ քեզ ուտեն, կարող ես գաղտագողի հեռանալ: Տիեզերքում արագ շարժվելու համար պետք է զարգացնել բարձր արագություններ:

Դրա համար, օրինակ, գլխատաշ- ստացել է ռեակտիվ շարժիչ: Այն ակտիվորեն ջուր է նետում պատյանից և թռչում իր երկարությունից 10-20 անգամ մեծ հեռավորության վրա: Սալպա, ճպուռի թրթուրներ, ձկներ- նրանք բոլորն օգտագործում են ռեակտիվ շարժիչի սկզբունքը տիեզերքում շարժվելու համար: Ութոտնուկզարգացնում է մինչև 50 կմ/ժ արագություն և դա պայմանավորված է ռեակտիվ մղումով: Նա նույնիսկ կարող է քայլել ցամաքում, քանի որ նա այս գործի համար իր գրկում ջրի պաշար ունի։ Կաղամար- օվկիանոսի խորքերի ամենամեծ անողնաշար բնակիչը շարժվում է ռեակտիվ շարժիչի սկզբունքով:

Ռեակտիվ շարժիչի օրինակներ կարելի է գտնել նաև բույսերի աշխարհում: Հարավային երկրներում (և մեր Սև ծովի ափին) աճում է մի բույս, որը կոչվում է «վարունգ շպրտողՄնում է միայն թեթև դիպչել հասած պտուղին, որը նման է վարունգի, քանի որ այն ցողունից դուրս է գալիս, և մրգից գոյացած անցքից սերմերով հեղուկը դուրս է թռչում շատրվանով մինչև 10 մ արագությամբ։ Վարունգներն իրենք են թռչում հակառակ ուղղությամբ վարունգ (այլապես կոչվում է «կանանց ատրճանակ») ավելի քան 12 մ:

Առօրյա կյանքում օրինակով հոգին վրա ճկուն գուլպաներդուք կարող եք տեսնել ռեակտիվ շարժիչի դրսևորումը: Մնում է միայն ջուր լցնել ցնցուղի մեջ, քանի որ ծայրում ցողացիրով բռնակը կշեղվի հոսող շիթերին հակառակ ուղղությամբ:

Ռեակտիվ շարժիչի սկզբունքը հիմք է հանդիսանում պտղատու այգիներում և բանջարանոցներում ցանքատարածությունների ոռոգման համար նախատեսված ջրցանների (Հավելված 7.2) շահագործման համար: Ջրի ճնշումը պտտում է գլուխը ջրցանիչներով։

Ռեակտիվ շարժիչի սկզբունքը օգնում է շարժմանը լողորդ... Որքան շատ լողորդը հետ է մղում ջուրը, այնքան ավելի արագ է լողում։ (Հավելված 7.3)

Ինժեներներն արդեն ստեղծել են կաղամարների շարժիչի նման շարժիչ: Այն կոչվում է ջրցան թնդանոթ։ (Հավելված 7.4)

ԵԶՐԱԿԱՑՈՒԹՅՈՒՆ

Աշխատանքի ընթացքում.

1. Ես պարզեցի, որ ռեակտիվ շարժիչի սկզբունքը գործողության և ռեակցիայի ֆիզիկական օրենքն է

2. Փորձնականորեն հաստատել է մարմնի շարժման արագության կախվածությունը նրա վրա գործող մեկ այլ մարմնի զանգվածից։

3. Ես համոզված էի, որ ռեակտիվ շարժիչը կա տեխնոլոգիայի, առօրյա կյանքում և բնության մեջ և նույնիսկ մուլտֆիլմերում:

4. Հիմա, երբ ես գիտեմ ռեակտիվ շարժիչի մասին, կարող եմ խուսափել բազմաթիվ անախորժություններից, օրինակ՝ նավից ափ նետվելը, ատրճանակից կրակելը, ներառյալ ցնցուղները և այլն։

Այսպիսով, ես կարող եմ վիճարկել դա վարկած,հաստատվեց իմ առաջ քաշածը. ռեակտիվ շարժիչի սկզբունքը շատ տարածված է բնության մեջ և առօրյա կյանքում։

ԳՐԱԿԱՆՈՒԹՅՈՒՆ

Գիրք ֆիզիկայի ընթերցանության համար, 6-7 դասարան, Ի.Գ. Կիրիլլովա, - Մ: Կրթություն, 1978. -97-99-ական թթ
Ֆիզիկա - 7-րդ դասարան արտադասարանական ընթերցանության երիտասարդների համար: Մ.Ն. Ալեքսեևա, - Մ: Կրթություն, 1980.- 113 s
Բարև, ֆիզիկա, Լ.Յա. Գալպերշտեյն, - Մ: Մանկական գրականություն, 1967 թ.
Գիտության հանրագիտարան, A. Craig, K. Rosny, -M: Rosman, 1997.- 29 p.
Բարև ութոտնուկ.«Միշա» ամսագիր, 1995 թ., թիվ 8, 12-13 թ.
Ոտքեր, թևեր և նույնիսկ ... ռեակտիվ շարժիչ «Միշա» ամսագիր, 1995 թ., թիվ 8, 14с.
Վիքիպեդիա՝ -ru.wikipedia.org

Ռեակտիվ շարժում բնության և տեխնոլոգիայի մեջ

Վերացական ՖԻԶԻԿԱՅՈՒՄ

Ռեակտիվ շարժիչ- շարժումը, որը տեղի է ունենում, երբ մարմնի ինչ-որ մաս առանձնանում է մարմնից որոշակի արագությամբ:

Ռեակտիվ ուժն առաջանում է առանց արտաքին մարմինների հետ փոխազդեցության:

Ռեակտիվ շարժիչի օգտագործումը բնության մեջ

Մեզանից շատերը մեր կյանքում հանդիպել են մեդուզաների հետ ծովում լողալու ժամանակ։ Համենայնդեպս, դրանք բավական բավական են Սեւ ծովում։ Սակայն քչերն էին կարծում, որ մեդուզաները շարժման համար օգտագործում են ռեակտիվ շարժիչներ։ Բացի այդ, այսպես են շարժվում ճպուռի թրթուրները և ծովային պլանկտոնի որոշ տեսակներ։ Եվ հաճախ ծովային անողնաշարավորների արդյունավետությունը, օգտագործելով ռեակտիվ շարժիչը, շատ ավելի բարձր է, քան տեխնոլոգիական գյուտերը:

Ռեակտիվ շարժիչը օգտագործվում է բազմաթիվ փափկամարմինների կողմից՝ ութոտնուկներ, կաղամարներ, դանակներ: Օրինակ, խեցգետնի փափկամարմինը առաջ է շարժվում պատյանից դուրս եկող ջրի հոսքի ռեակտիվ ուժի շնորհիվ, երբ նրա փականները կտրուկ սեղմվում են:

Ութոտնուկ

Դդակաձուկ

Դանակաձուկը, ինչպես գլխոտանիների մեծ մասը, ջրի մեջ շարժվում է հետևյալ կերպ. Այն կողային ճեղքով և մարմնի դիմաց գտնվող հատուկ ձագարով ջուր է քաշում մաղձի խոռոչի մեջ, այնուհետև ձագարի միջով եռանդով դուրս է նետում ջրի հոսքը։ Դանակն ուղղում է ձագարի խողովակը դեպի կողք կամ ետ և արագ սեղմելով ջուրը դրանից, կարող է շարժվել տարբեր ուղղություններով:

Ամենամեծ հետաքրքրությունը կաղամարների ռեակտիվ շարժիչն է: Կաղամարը օվկիանոսի խորքերի ամենամեծ անողնաշարավոր բնակիչն է: Կաղամարները հասել են ամենաբարձր կատարելության ռեակտիվ նավիգացիայի մեջ։ Դրանցում նույնիսկ մարմինն իր արտաքին ձևերով կրկնօրինակում է հրթիռը (կամ ավելի լավ է ասել՝ հրթիռը կրկնօրինակում է կաղամարին, քանի որ այս հարցում ունի անվիճելի առաջնահերթություն)։ Դանդաղ շարժվելիս կաղամարն օգտագործում է մեծ ադամանդաձեւ լողակ, որը պարբերաբար թեքվում է։ Նա արագ նետելու համար օգտագործում է ռեակտիվ շարժիչ: Մկանային հյուսվածք - թիկնոցը բոլոր կողմերից շրջապատում է փափկամարմինի մարմինը, նրա խոռոչի ծավալը կաղամարի մարմնի ծավալի գրեթե կեսն է։ Կենդանին ներծծում է ջուրը թիկնոցի խոռոչի ներսում, այնուհետև կտրուկ ջրի հոսք է նետում նեղ վարդակի միջով և մեծ արագությամբ շարժվում է դեպի ետ: Այս դեպքում կաղամարի բոլոր տասը շոշափուկները հավաքվում են գլխի վերևում գտնվող հանգույցով, և այն ձեռք է բերում հարթ ձև: Վարդակը մատակարարված է հատուկ փական, իսկ մկանները կարող են պտտել այն՝ փոխելով շարժման ուղղությունը։ Կաղամարների շարժիչը շատ խնայող է, այն ունակ է մինչև 60 - 70 կմ/ժ արագություն: (Որոշ հետազոտողներ կարծում են, որ նույնիսկ մինչև 150 կմ/ժ արագություն): Զարմանալի չէ, որ կաղամարը կոչվում է «կենդանի տորպեդո»: Կապոցով ծալված շոշափուկները աջ, ձախ, վեր կամ վար թեքելով՝ կաղամարը պտտվում է այս կամ այն ուղղությամբ։ Քանի որ նման ղեկը շատ մեծ է կենդանու համեմատությամբ, դրա աննշան շարժումը բավական է, որպեսզի կաղամարը, նույնիսկ ամբողջ արագությամբ, հեշտությամբ խուսափի խոչընդոտի հետ բախումից: Ղեկի կտրուկ շրջադարձ - և լողորդը շտապում է հակառակ ուղղությամբ: Այսպիսով, նա ետ թեքեց ձագարի ծայրը և այժմ առաջինը գլուխը սահեցրեց: Նա թեքեց այն դեպի աջ, և ռեակտիվ հրում այն նետեց ձախ: Բայց երբ պետք է արագ լողալ, ձագարը միշտ դուրս է մնում հենց շոշափուկների միջև, և կաղամարը պոչով առաջ է շտապում, ինչպես կվազեր խեցգետինը` ձիու ճարպկությամբ օժտված վազորդ:

Եթե շտապելու կարիք չկա, լողում են կաղամարներն ու թմբուկները՝ ալիքավոր լողակներով, մանրանկարչական ալիքները հոսում են նրանց երկայնքով առջևից հետև, և կենդանին նրբագեղորեն սահում է՝ երբեմն իրեն հրելով նաև թիկնոցի տակից դուրս նետված ջրի հոսքով: Այնուհետեւ հստակ տեսանելի են անհատական ցնցումները, որոնք ստանում է փափկամարմինը ջրի շիթերի ժայթքման պահին։ Որոշ գլխոտանիներ կարող են արագություն զարգացնել մինչև ժամում հիսունհինգ կիլոմետր: Թվում է, թե ոչ ոք ուղղակի չափումներ չի արել, բայց դա կարելի է դատել թռչող կաղամարների արագությամբ և տիրույթով։ Եվ այդպիսին, պարզվում է, տաղանդներ կան ութոտնուկի հարազատների մեջ։ Լավագույն փափկամարմին օդաչուն stenoteutis կաղամարն է: Անգլիացի նավաստիներն այն անվանում են՝ թռչող կաղամար («թռչող կաղամար»): Ծովատառեխի չափ փոքրիկ կենդանի է։ Նա այնպիսի եռանդով է հետապնդում ձկներին, որ հաճախ դուրս է ցատկում ջրից՝ նետի պես ավլելով նրա մակերեսը։ Նա դիմում է այս հնարքին՝ փրկելով իր կյանքը գիշատիչներից՝ թունայից և սկումբրիայից։ Զարգացնելով առավելագույն ռեակտիվ մղումը ջրի մեջ, օդաչու կաղամարը օդ է բարձրանում և թռչում ալիքների վրայով ավելի քան հիսուն մետր: Կենդանի հրթիռի թռիչքի գագաթնակետն այնքան բարձր է ջրի վրա, որ թռչող կաղամարները հաճախ վայրէջք են կատարում օվկիանոս ընթացող նավերի տախտակամածների վրա: Չորսից հինգ մետրը ռեկորդային բարձրություն չէ, որով կաղամարները բարձրանում են երկինք: Երբեմն նրանք նույնիսկ ավելի բարձր են թռչում:

Խեցեմորթների անգլիացի հետազոտող դոկտոր Ռիսը գիտական հոդվածում նկարագրել է կաղամար (ընդամենը 16 սանտիմետր երկարություն), որը օդի միջով բավականին տարածություն անցնելով, ընկել է զբոսանավի կամրջի վրա, որը ջրից գրեթե յոթ մետր բարձր էր։

Պատահում է, որ շատ թռչող կաղամարներ իջնում են նավի վրա շողշողացող կասկադով։ Հնագույն գրող Տրեբիուս Նիգերը մի անգամ տխուր պատմություն է պատմել մի նավի մասին, որը նույնիսկ խորտակվել է թռչող կաղամարների ծանրության տակ, որոնք ընկել են նրա տախտակամածին: Կաղամարները կարող են թռչել առանց արագացման:

Ութոտնուկները նույնպես կարող են թռչել: Ֆրանսիացի բնագետ Ժան Վերանին ակվարիումում տեսել է սովորական ութոտնուկ, որն արագանում է և հանկարծ ետ է նետվել ջրից։ Օդում հինգ մետր երկարությամբ աղեղը նկարագրելուց հետո նա նորից մտավ ակվարիում: Արագություն հավաքելով ցատկելու համար՝ ութոտնուկը շարժվել է ոչ միայն ռեակտիվ մղման պատճառով, այլև թիավարել է շոշափուկներով։
Փարթամ ութոտնուկները, իհարկե, ավելի վատ են լողում, քան կաղամարները, բայց կրիտիկական պահերին նրանք կարող են ռեկորդային դաս ցույց տալ լավագույն արագավազորդների համար: Կալիֆորնիայի ակվարիումի աշխատակիցները փորձել են լուսանկարել խեցգետնի վրա հարձակվող ութոտնուկին: Ութոտնուկն այնքան արագ շտապեց դեպի իր որսը, որ ֆիլմի վրա միշտ ճարպ կար, նույնիսկ ամենաբարձր արագությամբ նկարահանելիս: Այսպիսով, նետումը տևեց հարյուրերորդական վայրկյան: Սովորաբար ութոտնուկները համեմատաբար դանդաղ են լողում։ Ջոզեֆ Սեյնլը, ով ուսումնասիրել է ութոտնուկների միգրացիան, հաշվարկել է, որ կես մետր մեծությամբ ութոտնուկը լողում է ծովի վրա ժամում մոտ տասնհինգ կիլոմետր միջին արագությամբ։ Ձագարից դուրս նետված ջրի յուրաքանչյուր հոսք այն առաջ է մղում (ավելի ճիշտ՝ ետ, քանի որ ութոտնուկը հետ է լողում) երկուսից երկուսուկես մետր։

Ռեակտիվ շարժիչը կարելի է գտնել նաև բույսերի աշխարհում: Օրինակ՝ «խելագար վարունգի» հասած պտուղները ամենափոքր հպման դեպքում ցողունից ցատկում են, իսկ սերմերով կպչուն հեղուկը ուժով դուրս է շպրտվում անցքից։ Միևնույն ժամանակ վարունգն ինքը թռչում է հակառակ ուղղությամբ մինչև 12 մ:

Իմանալով իմպուլսի պահպանման օրենքը՝ դուք կարող եք փոխել ձեր շարժման արագությունը բաց տարածության մեջ: Եթե դուք նավակի մեջ եք և ունեք մի քանի ծանր քարեր, ապա որոշակի ուղղությամբ քարեր նետելով՝ կշարժվեք հակառակ ուղղությամբ։ Նույնը տեղի կունենա տիեզերքում, բայց այնտեղ դրա համար օգտագործում են ռեակտիվ շարժիչներ։

Ռեակտիվ շարժիչի օգտագործումը տեխնոլոգիայի մեջ

Մեր թվարկության առաջին հազարամյակի վերջում Չինաստանը հայտնագործեց ռեակտիվ շարժիչ ուժը, որը շարժեց հրթիռներ՝ վառոդով լցված բամբուկե խողովակներ, դրանք օգտագործվում էին նաև որպես զվարճանք: Մեքենաների առաջին նախագծերից մեկը նույնպես ռեակտիվ շարժիչով էր, և այս նախագիծը պատկանում էր Նյուտոնին։

Մարդկային թռիչքի համար նախատեսված ռեակտիվ ինքնաթիռի աշխարհում առաջին նախագծի հեղինակը ռուս հեղափոխական Ն.Ի. Կիբալչիչը. Նա մահապատժի է ենթարկվել 1881 թվականի ապրիլի 3-ին՝ Ալեքսանդր II կայսեր մահափորձին մասնակցելու համար։ Նա մշակել է իր նախագիծը բանտում մահապատժից հետո։ Կիբալչիչը գրել է. «Բանտում գտնվելու ժամանակ՝ իմ մահից մի քանի օր առաջ, գրում եմ այս նախագիծը։ Ես հավատում եմ իմ գաղափարի իրագործելիությանը, և այս համոզմունքն ինձ աջակցում է իմ սարսափելի դիրքում…

Տիեզերական թռիչքների համար հրթիռներ օգտագործելու գաղափարն առաջարկվել է այս դարասկզբին ռուս գիտնական Կոնստանտին Էդուարդովիչ Ցիոլկովսկու կողմից։ 1903 թվականին Կալուգայի գիմնազիայի ուսուցչի հոդվածը Կ. Ցիոլկովսկի «Աշխարհի տարածությունների հետախուզում ռեակտիվ սարքերով». Այս աշխատությունը պարունակում էր տիեզերագնացության համար ամենակարևոր մաթեմատիկական հավասարումը, որն այժմ հայտնի է որպես «Ցիոլկովսկու բանաձև», որը նկարագրում էր փոփոխական զանգվածի մարմնի շարժումը։ Ապագայում նա մշակեց հեղուկ վառելիքի վրա հրթիռային շարժիչի սխեման, առաջարկեց հրթիռի բազմաստիճան դիզայն և արտահայտեց երկրային ուղեծրում ամբողջ տիեզերական քաղաքներ ստեղծելու հնարավորության գաղափարը: Նա ցույց տվեց, որ միակ սարքը, որն ընդունակ է հաղթահարել ձգողության ուժը, հրթիռն է, այսինքն. ապարատ ռեակտիվ շարժիչով, որն օգտագործում է վառելիք և օքսիդիչ, որը տեղադրված է հենց սարքի վրա:

Ռեակտիվ շարժիչՇարժիչ է, որը վառելիքի քիմիական էներգիան փոխակերպում է գազի շիթերի կինետիկ էներգիայի, մինչդեռ շարժիչը հակառակ ուղղությամբ արագություն է ձեռք բերում։

Կ.Ե. Ցիոլկովսկու գաղափարն իրականացվել է խորհրդային գիտնականների կողմից՝ ակադեմիկոս Սերգեյ Պավլովիչ Կորոլևի ղեկավարությամբ։ 1957 թվականի հոկտեմբերի 4-ին Խորհրդային Միությունում արձակվել է Երկրի առաջին արհեստական արբանյակը հրթիռի օգտագործմամբ:

Ռեակտիվ շարժիչի սկզբունքը լայնորեն կիրառվում է ավիացիայի և տիեզերագնացության մեջ։ Արտաքին տիեզերքում չկա միջավայր, որի հետ մարմինը կարող է փոխազդել և դրանով իսկ փոխել իր արագության ուղղությունն ու մոդուլը, հետևաբար, տիեզերական թռիչքների համար կարող են օգտագործվել միայն ռեակտիվ ինքնաթիռներ, այսինքն՝ հրթիռներ:

Հրթիռային սարք

Հրթիռի շարժումը հիմնված է իմպուլսի պահպանման օրենքի վրա։ Եթե ինչ-որ պահի որևէ մարմին նետվի հրթիռից, ապա այն ձեռք կբերի նույն իմպուլսը, բայց ուղղված հակառակ ուղղությամբ.

Ցանկացած հրթիռում, անկախ դրա դիզայնից, միշտ կա օքսիդիչով պատյան և վառելիք։ Հրթիռի պարկուճը ներառում է օգտակար բեռ (այս դեպքում՝ տիեզերանավ), գործիքների խցիկ և շարժիչ (այրման խցիկ, պոմպեր և այլն)։

Հրթիռի հիմնական մասը օքսիդիչով վառելիք է (վառելիքի այրումը պահպանելու համար անհրաժեշտ է օքսիդիչ, քանի որ տիեզերքում թթվածին չկա):

Վառելիքը և օքսիդիչը մղվում են այրման պալատ: Վառելիքը, այրվելով, վերածվում է բարձր ջերմաստիճանի և բարձր ճնշման գազի։ Այրման պալատում և արտաքին տարածության մեջ ճնշման մեծ տարբերության պատճառով այրման պալատի գազերը հզոր շիթով դուրս են թափվում հատուկ ձևավորված զանգի միջով, որը կոչվում է վարդակ: Վարդակի նպատակն է բարձրացնել շիթերի արագությունը:

Մինչ հրթիռի արձակումը նրա իմպուլսը զրոյական է։ Այրման խցիկում և հրթիռի մյուս բոլոր մասերում գազի փոխազդեցության արդյունքում վարդակից դուրս եկող գազը որոշակի իմպուլս է ստանում։ Այնուհետև հրթիռը փակ համակարգ է, և դրա ընդհանուր իմպուլսը պետք է հավասար լինի զրոյի նույնիսկ արձակումից հետո։ Հետևաբար, հրթիռի կեղևն ամբողջությամբ, որը գտնվում է դրա մեջ, ստանում է գազի իմպուլսի մեծությամբ, բայց ուղղությամբ հակառակ իմպուլս։

Հրթիռի ամենազանգվածային մասը, որը նախատեսված է ամբողջ հրթիռը արձակելու և արագացնելու համար, կոչվում է առաջին փուլ: Երբ արագացման ժամանակ բազմաստիճան հրթիռի առաջին զանգվածային աստիճանը սպառվում է վառելիքի, այն առանձնացվում է: Հետագա արագացումը շարունակվում է երկրորդ, ավելի քիչ զանգվածային աստիճանով, և այն արագությանը, որը նախկինում ձեռք էր բերվել առաջին փուլի օգնությամբ, ավելացնում է մի փոքր ավելի արագություն, այնուհետև առանձնանում: Երրորդ փուլը շարունակում է արագությունը հասցնել անհրաժեշտ արժեքին և ուղեծիր է հասցնում օգտակար բեռը:

Առաջին մարդը, ով թռավ տիեզերք, քաղաքացին էր Սովետական ՄիությունՅուրի Ալեքսեևիչ Գագարին. 1961 թվականի ապրիլի 12-ին Նա պտտեց երկրագունդը Վոստոկ արբանյակով

Խորհրդային հրթիռներն առաջինը հասան Լուսին, պտտվեցին Լուսնի շուրջ և լուսանկարեցին նրա անտեսանելի կողմը Երկրից, առաջինը հասան Վեներա մոլորակին և գիտական գործիքներ հասցրին նրա մակերեսին: 1986 թվականին խորհրդային երկու «Վեգա-1» և «Վեգա-2» տիեզերանավերը ուսումնասիրեցին Հալլիի գիսաստղը մոտ տարածությունից՝ Արեգակին մոտենալով 76 տարին մեկ անգամ։

Համակարգեր. Տեխնիկա ֆիզիկական վարժություն... Նպատակային արդյունք շարժումըկախված չէ... բնությունըԲուժիչ ուժեր բնությունըզգալի ազդեցություն ունեն ... իներցիոն ուժերի համակցությամբ, ռեակտիվև մկանների կենտրոնացված կծկումներ...

Սլայդ 2

Ռեակտիվ շարժիչի օգտագործումը բնության մեջ

Մեզանից շատերը մեր կյանքում հանդիպել են մեդուզաների հետ ծովում լողալու ժամանակ։ Սակայն քչերն էին կարծում, որ մեդուզաները շարժման համար օգտագործում են ռեակտիվ շարժիչներ։ Եվ հաճախ ծովային անողնաշարավորների արդյունավետությունը, օգտագործելով ռեակտիվ շարժիչը, շատ ավելի բարձր է, քան տեխնոլոգիական գյուտերը:

Սլայդ 3

Ռեակտիվ շարժիչը օգտագործվում է բազմաթիվ փափկամարմինների կողմից՝ ութոտնուկներ, կաղամարներ, դանակներ:

Սլայդ 4

Դդակաձուկ

Սլայդ 5

Կաղամար

Կաղամարները հասել են ամենաբարձր կատարելության ռեակտիվ նավիգացիայի մեջ։ Նրանց մարմինները նույնիսկ իրենց արտաքին ձևերով են կրկնօրինակում հրթիռը (կամ, ավելի լավ է ասել, կաղամարը կրկնօրինակում է հրթիռը, քանի որ այն անվիճելի առաջնահերթություն ունի այս հարցում)

Սլայդ 6

Սլայդ 7

Թռչող կաղամար

Ծովատառեխի չափ փոքրիկ կենդանի է։ Նա այնպիսի եռանդով է հետապնդում ձկներին, որ հաճախ դուրս է ցատկում ջրից՝ նետի պես ավլելով նրա մակերեսը։ Զարգացնելով առավելագույն ռեակտիվ մղումը ջրի մեջ, օդաչու կաղամարը օդ է բարձրանում և թռչում ալիքների վրայով ավելի քան հիսուն մետր: Կենդանի հրթիռի թռիչքի գագաթնակետն այնքան բարձր է ջրի վրա, որ թռչող կաղամարները հաճախ վայրէջք են կատարում օվկիանոս ընթացող նավերի տախտակամածների վրա: Չորսից հինգ մետրը ռեկորդային բարձրություն չէ, որով կաղամարները բարձրանում են երկինք: Երբեմն նրանք նույնիսկ ավելի բարձր են թռչում:

Սլայդ 8

Ութոտնուկ

Ռեակտիվ շարժիչի և ռեակտիվ մղման հայեցակարգը

Ռեակտիվ շարժիչ (բնության օրինակների առումով)- շարժումը, որը տեղի է ունենում, երբ մարմնի ինչ-որ մաս առանձնանում է մարմնից որոշակի արագությամբ:

Ռեակտիվ շարժիչի սկզբունքը հիմնված է մարմինների մեկուսացված մեխանիկական համակարգի իմպուլսի պահպանման օրենքի վրա.

Այսինքն՝ մասնիկների համակարգի ընդհանուր իմպուլսը հաստատուն արժեք է։ Բացակայությամբ արտաքին ազդեցություններըհամակարգի իմպուլսը հավասար է զրոյի և այն հնարավոր է փոխել ներսից՝ ռեակտիվ մղման շնորհիվ։

Ռեակտիվ մղում (բնության օրինակների առումով)- տարանջատող մասնիկների արձագանքման ուժը, որը կիրառվում է արտահոսքի կենտրոնի կետում (հրթիռի համար՝ շարժիչի վարդակի կտրվածքի կենտրոնը) և ուղղված է բաժանարար մասնիկների արագության վեկտորին հակառակ.

Աշխատանքային մարմնի զանգված (հրթիռ)

Աշխատանքային հեղուկի ընդհանուր արագացում

Տարանջատող մասնիկների (գազերի) արտահոսքի արագություն

Վառելիքի սպառում վայրկյանում

Անկենդան բնության մեջ ռեակտիվ շարժիչի օրինակներ

Ռեակտիվ շարժիչը կարելի է գտնել նաև բույսերի աշխարհում: Հարավային երկրներում (և մեր Սև ծովի ափին) աճում է «խելագար վարունգ» կոչվող բույսը։

Ecballium սեռի լատիներեն անվանումը գալիս է Հունարեն բառիմաստով - Դուրս եմ նետում, ըստ սերմերը դուրս նետող պտղի կառուցվածքի։

Խելագար վարունգի պտուղները գորշ-կանաչ կամ կանաչավուն են, հյութալի, երկարավուն կամ երկարավուն ձվաձեւ, 4-6 սմ երկարությամբ, 1,5-2,5 սմ լայնությամբ, բշտիկ, երկու ծայրերում բութ, բազմասերմային (Նկար 1): Սերմերը երկարավուն են, մանր, սեղմված, հարթ, նեղ եզրագծով, մոտ 4 մմ երկարությամբ։ Երբ սերմերը հասունանում են, շրջակա հյուսվածքը վերածվում է լորձաթաղանթային զանգվածի։ Միաժամանակ պտղի մեջ մեծ ճնշում է գոյանում, որի արդյունքում պտուղը առանձնանում է ցողունից, իսկ սերմերը լորձի հետ միասին առաջացած անցքով ուժով դուրս են շպրտվում։ Միևնույն ժամանակ վարունգներն իրենք են թռչում հակառակ ուղղությամբ։ Խելագար վարունգը (այլ կերպ կոչվում է «տիկնոջ ատրճանակ») կրակում է 12 մ-ից ավելի (նկ. 2):

Կենդանիների թագավորությունում ռեակտիվ շարժիչի օրինակներ

Ծովային արարածներ

Շատ ծովային կենդանիներ շարժման համար օգտագործում են ռեակտիվ շարժիչներ, այդ թվում՝ մեդուզաներ, scallops, ութոտնուկներ, կաղամարներ, դանակներ, սալփերներ, պլանկտոնի որոշ տեսակներ։ Նրանք բոլորն օգտագործում են ջրի արտանետվող հոսքի արձագանքը, տարբերությունը մարմնի կառուցվածքի մեջ է, հետևաբար ջրի ընդունման և բացթողման եղանակի մեջ:

Խեցեմորթ (նկ. 3) շարժվում է պատյանից դուրս եկող ջրի հոսքի ռեակտիվ ուժի շնորհիվ՝ իր փականների կտրուկ սեղմումով։ Նման շարժում նա օգտագործում է վտանգի դեպքում։

Դանակաձկները (Նկար 4) և ութոտնուկները (Նկար 5) կողային ճեղքով և մարմնի դիմաց հատուկ ձագարով ջուր են վերցնում մաղձի խոռոչի մեջ, այնուհետև եռանդով դուրս են նետում ջրի հոսքը ձագարի միջով: Դանակն ուղղում է ձագարի խողովակը դեպի կողք կամ ետ և արագ սեղմելով ջուրը դրանից, կարող է շարժվել տարբեր ուղղություններով: Ութոտնուկները, իրենց շոշափուկները գլխի վրա ծալելով, իրենց մարմնին տալիս են հարթ ձև և այդպիսով կարող են կառավարել իրենց շարժումը՝ փոխելով դրա ուղղությունը:

Ութոտնուկները կարող են նույնիսկ թռչել: Ֆրանսիացի բնագետ Ժան Վերանին ակվարիումում տեսել է սովորական ութոտնուկ, որն արագանում է և հանկարծ ետ է նետվել ջրից։ Օդում հինգ մետր երկարությամբ աղեղը նկարագրելուց հետո նա նորից մտավ ակվարիում: Արագություն հավաքելով ցատկելու համար՝ ութոտնուկը շարժվել է ոչ միայն ռեակտիվ մղման պատճառով, այլև թիավարել է շոշափուկներով։

Սալպան (Նկար 6) թափանցիկ մարմնով ծովային կենդանի է, երբ շարժվում է, առջևի բացվածքով ջուր է վերցնում, և ջուրը մտնում է լայն խոռոչ, որի ներսում խռիկները ձգվում են անկյունագծով։ Հենց կենդանին երկար կում ջուր է խմում, անցքը փակվում է։ Այնուհետև սալփայի երկայնական և լայնակի մկանները կծկվում են, ամբողջ մարմինը կծկվում է, և ջուրը դուրս է մղվում հետևի բացվածքով։

Squids (Նկար 7): Մկանային հյուսվածք - թիկնոցը բոլոր կողմերից շրջապատում է փափկամարմինի մարմինը, նրա խոռոչի ծավալը կաղամարի մարմնի ծավալի գրեթե կեսն է։ Կենդանին ներծծում է ջուրը թիկնոցի խոռոչի ներսում, այնուհետև կտրուկ ջրի հոսք է նետում նեղ վարդակի միջով և մեծ արագությամբ շարժվում է դեպի ետ: Այս դեպքում կաղամարի բոլոր տասը շոշափուկները հավաքվում են գլխի վերևում գտնվող հանգույցով, և այն ձեռք է բերում հարթ ձև: Վարդակը հագեցած է հատուկ փականով, և մկանները կարող են պտտել այն՝ փոխելով շարժման ուղղությունը։ Կաղամարների շարժիչը շատ խնայող է և ունակ է մինչև 60 - 70 կմ/ժ արագություն զարգացնել: Կապոցով ծալված շոշափուկները աջ, ձախ, վեր կամ վար թեքելով՝ կաղամարը պտտվում է այս կամ այն ուղղությամբ։ Քանի որ նման ղեկը, համեմատած հենց կենդանու հետ, ունի շատ մեծ չափսեր, ապա նրա աննշան շարժումը բավական է, որ կաղամարը նույնիսկ ամբողջ արագությամբ հեշտությամբ խուսափի խոչընդոտի հետ բախումից։ Բայց երբ պետք է արագ լողալ, ձագարը միշտ դուրս է մնում հենց շոշափուկների արանքում, իսկ կաղամարը պոչը դեպի առաջ է շտապում։

Լավագույն փափկամարմին օդաչուն stenoteutis կաղամարն է: Նավաստիներն այն անվանում են «թռչող կաղամար»։ Նա այնպիսի եռանդով է հետապնդում ձկներին, որ հաճախ դուրս է ցատկում ջրից՝ նետի պես ավլելով նրա մակերեսը։ Նա դիմում է այս հնարքին՝ փրկելով իր կյանքը գիշատիչներից՝ թունայից և սկումբրիայից։ Զարգացնելով առավելագույն ռեակտիվ մղումը ջրի մեջ, օդաչու կաղամարը օդ է բարձրանում և թռչում ալիքների վրայով ավելի քան հիսուն մետր: Կենդանի հրթիռի թռիչքի գագաթնակետն այնքան բարձր է ջրի վրա, որ թռչող կաղամարները հաճախ վայրէջք են կատարում օվկիանոս ընթացող նավերի տախտակամածների վրա: Չորսից հինգ մետրը ռեկորդային բարձրություն չէ, որով կաղամարները բարձրանում են երկինք: Երբեմն նրանք նույնիսկ ավելի բարձր են թռչում:

Անգլիացի խեցեմորթների հետազոտող դոկտոր Ռիսը նկարագրել է գիտական հոդվածկաղամար (ընդամենը 16 սանտիմետր երկարություն), որը, օդում բավական տարածություն անցնելով, ընկել է զբոսանավի կամրջի վրա, որը ջրից գրեթե յոթ մետր բարձր էր։

Թրթուրներ

Ճպուռի թրթուրները նույն կերպ են շարժվում։ Եվ ոչ բոլորը, այլ կանգնած (ռոքերների ընտանիք) և հոսող (Կորդուլեգաստրա ընտանիք) ջրերի երկար փորով ակտիվ լողացող թրթուրները, ինչպես նաև կանգուն ջրերի կարճ փորով սողացող թրթուրները։ Թրթուրն օգտագործում է ռեակտիվ շարժում հիմնականում վտանգի պահին, որպեսզի արագ տեղափոխվի այլ վայր։ Շարժման այս մեթոդը չի նախատեսում ճշգրիտ մանևրումներ և հարմար չէ որսին հետապնդելու համար։ Բայց ճոճվող զենքերի թրթուրները ոչ ոքի չեն հետապնդում՝ նրանք գերադասում են որսորդությունը որսորդությունից:

Ճպուռի թրթուրի հետին աղիքը, բացի իր հիմնական գործառույթից, կատարում է նաև շարժման օրգանի դեր։ Ջուրը լցվում է հետևի աղիքները, այնուհետև այն ուժով դուրս է շպրտվում, իսկ թրթուրը շարժվում է ռեակտիվ շարժման սկզբունքով 6-8 սմ-ով։

ռեակտիվ շարժիչ բնության տեխնոլոգիա

Դիմում