Įdomūs faktai apie reaktyvinį varymą. Kaip juda sepijos. Reaktyvus medūzų judėjimo būdas

Savivaldybės biudžetas švietimo įstaiga Sychevskaya vidurkis Bendrojo lavinimo mokyklos №1

Kūrybinis projektas

nominacijoje

"Technikos mokslas"

tema" Reaktyvinis varymas»

Dizainerė: 9 „A“ klasės mokinė Savinova Anna

Vadovas: fizikos mokytojas

Gulakova Irina Aleksandrovna

Sychevka 2011 m

1 skyrius. Reaktyvinio judėjimo apibrėžimas 5

§1. Kas yra reaktyvinis varymas 5

§ 2. Reaktyvus judėjimas gyvūnų karalystėje 5

§ 3. Reaktyvus judėjimas augalų pasaulyje 5

2 skyrius. Reaktyvinio varymo naudojimas 7

§1. Lėktuvai 7

§2. Purkštuvai 7

§3. Žarnos 7

§4. Fejerverkai 8

§5. Sviediniai „Katyusha“ ir raketos 8

§6. Kosminės raketos 9

3 skyrius. Raketos 10

§ 1. Raketos veikimo principas 10

§ 2. Raketos įtaisas 10

§ 3. Raketų išradimo istorija 11

§ 4. Raketa kaip transporto priemonė 12

§ 5. Raketų naudojimas 12

4 skyrius. 14 Meščerskio lygtis

§ 1. Ivanas Vsevolodovičius Meščerskis 14

§ 2. Impulsas 14

§ 3. Meščerskio lygtis 15

5 skyrius. Konstantinas Eduardovičius Ciolkovskis. Ciolkovskio formulė 16

§ 1. Konstantinas Eduardovičius Ciolkovskis 16

§ 2. Ciolkovskio formulė 16

6 skyrius. Reaktyviniai paketai 18

7 skyrius. Įdomus faktas 20

21 išvada

Literatūra 22

Tikslai ir tikslai

Sužinokite pagrindinius reaktyvinio varymo principus

Raskite informaciją apie labiausiai įdomių būdų reaktyvinis varymas

Pamokose įgytų žinių gilinimas ir plėtimas, domėjimosi fizika didinimas

Mokslinės pasaulėžiūros formavimas

Gebėjimo įgyti naujų žinių naudojant spausdintus šaltinius ir internetą ugdymas

Įvadas

Žmogus visada norėjo išmokti skraidyti. Neseniai išsipildė jo svajonė – buvo pastatytas lėktuvas. Tačiau žmogus vystosi, vystosi jo svajonės. Vietoj debesų vyras norėjo pakilti į žvaigždes. Ši svajonė įgyvendinama tik dėl to, kad gamtoje egzistuoja reaktyvinis variklis.

Daugelį amžių žmonija svajojo apie keliones į kosmosą. Mokslinės fantastikos rašytojai pasiūlė įvairias priemones šiam tikslui pasiekti. Reaktyvinis variklis padėjo dizaineriams ir inžinieriams sukurti raketą. Reaktyvinio judėjimo tyrimas yra svarbus mokslo pažangai.

1 skyrius. Reaktyvinio judėjimo apibrėžimas §1. Kas yra reaktyvinis varymas

Reaktyvusis judesys – tai kūno judėjimas, atsirandantis, kai kuri nors jo dalis atsiskiria nuo jo bet kokiu greičiu, dėl ko pats kūnas įgauna priešingos krypties impulsą.

§ 2. Reaktyvus judėjimas gyvūnų karalystėje

R
Neaktyvus judėjimas, dabar naudojamas lėktuvuose, raketose ir kosminiuose sviediniuose, būdingas aštuonkojams, kalmarams, sepijoms, medūzoms – visos be išimties plaukimui naudoja išmestos vandens srovės reakciją (atatranką).

Kalmarai yra didžiausias bestuburis vandenyno gelmių gyventojas. Jis juda reaktyvinio varymo principu, sugerdamas vandenį, o paskui su milžiniška jėga stumdamas jį per specialią skylę – „piltuvėlį“, o dideliu greičiu (apie 70 km/h) juda atgal trūktelėjimais. Tokiu atveju visi dešimt kalmaro čiuptuvų susirenka į mazgą virš galvos ir jis įgauna supaprastintą formą.

Inžinieriai jau sukūrė variklį, panašų į kalmarų variklį. Jis vadinamas vandens patranka. Jame vanduo įsiurbiamas į kamerą. Ir tada jis išmetamas iš jo per antgalį; laivas juda priešinga kryptimi nei reaktyvinis išmetimas. Vanduo įsiurbiamas naudojant įprastą benzininį arba dyzelinį variklį.

Salpa – skaidraus kūno jūros gyvūnas, judėdamas pro priekinę angą gauna vandens, vanduo patenka į plačią ertmę, kurios viduje įstrižai ištemptos žiaunos. Kai tik gyvūnas ilgai gurkšnoja vandens, skylė uždaroma. Tada susitraukia išilginiai ir skersiniai salpos raumenys, susitraukia visas kūnas ir pro užpakalinę angą išstumiamas vanduo. Tekančios srovės reakcija stumia salpą į priekį

§ 3. Reaktyvus judėjimas augalų pasaulyje

Reaktyvinio varymo pavyzdžių galima rasti ir augalų pasaulyje.

V pietinės šalys(ir Juodosios jūros pakrantėje) auga augalas, vadinamas „protiniu agurku“. Tereikia lengvai paliesti prinokusį vaisių, panašų į agurką, kai jis atšoka nuo kotelio, o per iš vaisiaus susidariusią skylutę su fontanu iki 10 m/s greičiu išskrenda skystis su sėklomis. .

Tuo pačiu metu patys agurkai išskrenda priešinga kryptimi. Išprotėjęs agurkas (kitaip jis vadinamas „damų pistoletu“) iššauna daugiau nei 12 m.

2 skyrius. Reaktyvinio varymo naudojimas §1. Lėktuvas

SU
Amoletas (dar žinomas kaip lėktuvas) yra sunkesnis už orą orlaivis (LA), skirtas skristi atmosferoje naudojant variklius ir sparną, pritvirtintą prie kitų aparato dalių.

Pirmieji bandymai sukurti lėktuvą buvo pradėti XIX a. Pirmasis pastatytas orlaivis gyvenimo dydis 1882 m. ir patentuotas, yra Mozhaisky A.F. lėktuvas. Be to, orlaivis su garo varikliai pastatė Aderis ir Maksimas. Tačiau nė viena iš šių konstrukcijų negalėjo pakilti. To priežastys buvo: per didelis kilimo svoris ir maža variklių savitoji galia – (garo variklių), skrydžio ir valdymo teorijos, jėgos teorijos ir aerodinaminių skaičiavimų trūkumas. Šiuo atžvilgiu orlaiviai buvo pastatyti „atsitiktinai“, „iš akies“, nepaisant daugelio aviacijos pionierių inžinerinės patirties.

Pirmieji Rusijos aviacijos laimėjimai datuojami 1910 m. Birželio 4 dieną Kijevo politechnikos instituto profesorius princas Aleksandras Kudaševas savo sukonstruotu dviplaniu lėktuvu nuskriejo kelias dešimtis metrų.

Birželio 16 d. jaunas Kijevo lėktuvų konstruktorius Igoris Sikorskis pirmą kartą pakėlė savo lėktuvą į orą, o po trijų dienų pakilo inžinieriaus Jakovo Gakkelio lėktuvas – neįprasta, tuo metu neįprasta biplano schema su fiuzeliažu (bimonoplanu). .

§2. Purkštuvų įrengimas

D
Purkštuvų mašinos ir įrenginiai naudojami žemės ūkio kultūrų laistymui purškiant. Pagal skrydžio nuotolį lašeliai skirstomi į trumpojo čiurkšlinio purkštuko (5 – 8 m), vidutinio (15 – 35 m) ir ilgo nuotolio (40 – 80 m ir daugiau) purkštukus. Trumpo srauto purkštukai neturi judančių dalių ir sukuria ventiliatoriaus formos židinio srautą. Laistymas atliekamas judant, vandens paėmimu iš atviro kanalo.

§3. Žarnos

Žarna yra tuščiaviduris vamzdis, skirtas medžiagoms (dažniausiai skysčiams) pernešti iš vienos vietos į kitą. Žarnos taip pat kartais vadinamos vamzdžiais (vamzdis paprastai reiškia kietas medžiagas, o žarna paprastai yra lanksti). Paprastai žarna yra cilindro formos (žiedas skerspjūviu).

Vargu ar galima pervertinti žarnos vertę modernus pasaulis, jis naudojamas po vandeniu ir kosmose, jo panaudojimo būdai tokie įvairūs, kad apima didžiąją žmogaus gyvenimo dalį.

§4. Fejerverkai

F
euerwerk (vok. Feuerwerk, iš Feuer – ugnis ir Werk – verslas, darbas) – įvairių spalvų ir formų dekoratyviniai šviestuvai, gaunami deginant pirotechnikos kompozicijas.

Net senovėje jie teikė didelę reikšmę ugniai. Jis buvo naudojamas ir kaip komunikacijos priemonė, ir kaip įspėjimas apie pavojų, ir įvairių ritualų, šventų apeigų projektavimui. Daugelis tautų turi tradicijas, susijusias su ugnies naudojimu (Rusijoje tai Maslenitsa, Ivano Kupalos šventė), žvakėmis, fakelais ir kt. Tai buvo pirmųjų fejerverkų prototipai.

Spėjama, kad pirmieji fejerverkai buvo žalio bambuko gabalėliai, kurie sprogo įmetus į ugnį. Sprogstančiu bambuku kinai visoms šventėms išgąsdino piktąsias dvasias, kol išrado paraką. Ieškodami nemirtingumo eliksyro, daoizmo mokslininkai maišė salietrą, anglis ir siera, gaunant juodus miltelius, kurie degė lėtai, bet labai tolygiai ir ryškiai.

§5. Katyusha sviediniai ir kovinės raketos

Katyusha - pasirodė per Didįjį Tėvynės karas 1941–1945 m. neoficialus bevamzdžių lauko raketų artilerijos sistemų pavadinimas. Tokie įrenginiai buvo aktyviai naudojami Ginkluotosios pajėgos SSRS Antrojo pasaulinio karo metu.

Kovinė raketa – raketa, kuri tiekia ginklus į taikinį.

Pagal konstrukciją kovinės raketos skirstomos į balistines ir sparnuotąsias raketas, taip pat valdomas ir nevaldomas raketas.

Pagal sprendžiamų užduočių pobūdį kovinės raketos skirstomos į taktines, operatyvines-taktines, strategines (skrydžio nuotolis virš 1000 km), priešpovandenines ir priešlėktuvines raketas.

§6. Kosminės raketos

3 skyrius. Raketos

R aketa (iš italų k. rocchetta - mažas verpstė) yra įrenginys su reaktyviniu varikliu, kuris naudoja degalus ir oksidatorių, esantį pačiame įrenginyje.

Raketos skrydis nebūtinai reikalauja aplinkos oro ar dujų aplinkos ir yra įmanomas ne tik atmosferoje, bet ir vakuume. Žodis raketa reiškia platų skraidančių prietaisų spektrą nuo šventinės petardos iki kosminės nešančiosios raketos.

§ 1. Raketos veikimo principas

Raketos veikimo principas labai paprastas. Raketa dideliu greičiu išmeta medžiagą (dujas), veikdama ją su didele jėga. Išmesta medžiaga ta pačia, bet priešingai nukreipta jėga, savo ruožtu, veikia raketą ir suteikia jai pagreitį priešinga kryptimi. Jei nėra išorinių jėgų, tai raketa kartu su išmetama medžiaga yra uždara sistema. Tokios sistemos impulsas laikui bėgant negali keistis. Šia pozicija remiasi raketų judėjimo teorija.

§ 2. Raketos įtaisas

galvos dalis ( erdvėlaivis, prietaisų skyrius);

bakas su oksidatoriumi ir bakas su kuru (pavyzdžiui, skystas vandenilis gali būti naudojamas kaip kuras, o skystas deguonis - kaip oksidatorius);

siurbliai, kuro degimo kamera;

antgalis (susiaurina kamerą, kad padidėtų degimo produktų nutekėjimo greitis)

Daugiapakopė raketa – tai orlaivis, susidedantis iš dviejų ar daugiau mechaniškai sujungtų raketų, vadinamų pakopomis, kurios skrydžio metu yra atskirtos. Daugiapakopė raketa gali pasiekti didesnį greitį nei kiekviena jos pakopa atskirai.

Pirmą kartą idėją naudoti daugiapakopes raketas 1914 m. iškėlė amerikiečių inžinierius Robertas Goddardas ir buvo gautas išradimo patentas. 1929 metais K.E. Ciolkovskis išleido savo naują knygą pavadinimu Kosminiai raketų traukiniai. Šiuo terminu K. Ciolkovskis pavadino kompozicines raketas, tiksliau – raketų agregatą, kuris kyla ant žemės, tada ore ir galiausiai kosmose. Traukinys, sudarytas iš, pavyzdžiui, 5 raketų, pirmiausia iššaunamas iš pirmosios – galvos raketos; dėl jo kuro naudojimo jį, ji atsikabina ir yra numesta ant žemės. Be to, tokiu pat būdu pradeda veikti antrasis, tada trečiasis, ketvirtasis ir galiausiai penktasis, kurio greitis iki to laiko bus pakankamai didelis, kad būtų nuneštas į tarpplanetinę erdvę. Darbų su galvute raketa seką lemia noras, kad raketos medžiagos veiktų ne gniuždant, o įtempiant, todėl konstrukcija bus lengvesnė. Ciolkovskio teigimu, kiekvienos raketos ilgis yra 30 metrų. Skersmenys - 3 metrai. Dujos iš purkštukų netiesiogiai išmetamos link raketų ašies, kad nebūtų daromas spaudimas kitoms raketoms. Kilimo bėgimo ant žemės ilgis yra keli šimtai kilometrų.

Nepaisant to, kad techninėmis smulkmenomis raketų gamyba daugeliu atžvilgių klostėsi kitaip (pavyzdžiui, šiuolaikinės raketos „neišsibarsto“ po žemę, o kyla vertikaliai, o pakopų veikimo tvarka. šiuolaikinė raketa yra priešinga, palyginti su ta, apie kurią kalbėjo Ciolkovskis), pati daugiapakopės raketos idėja išlieka aktuali ir šiandien.

1935 m. Ciolkovskis parašė veikalą „Didžiausias raketos greitis“, kuriame teigė, kad esant to meto technologijų lygiui, pirmąjį kosminį greitį (Žemėje) buvo įmanoma pasiekti tik daugiapakopės sistemos pagalba. raketa. Šis teiginys išlieka teisingas ir šiandien: visi šiuolaikiniai erdvėlaivių nešėjai yra daugiapakopiai.

§ 3. Raketų išradimo istorija

Daugelį amžių žmonija svajojo apie keliones į kosmosą. Mokslinės fantastikos rašytojai pasiūlė įvairias priemones šiam tikslui pasiekti. XVII amžiuje pasirodė prancūzų rašytojo Cyrano de Bergerac pasakojimas apie skrydį į Mėnulį. Šios istorijos herojus Mėnulį pasiekė geležiniu vežimėliu, virš kurio nuolat svaidė stiprų magnetą. Traukdamas link jo, vagonas kilo vis aukščiau virš Žemės, kol pasiekė mėnulį. O baronas Miunhauzenas pasakė, kad į Mėnulį užkopė ant pupelės stiebo.

Dauguma istorikų raketų kilmę sieja su Kinijos Hanų dinastijos laikais (206 m. pr. Kr. – 220 m. po Kr.), su parako atradimu ir jo naudojimo fejerverkams bei pramogoms pradžia. Parako užtaiso sprogimo sukuriamos jėgos pakako įvairiems objektams pajudinti. Vėliau šis principas buvo pritaikytas kuriant pirmąsias patrankas ir muškietas. Miltelinių ginklų sviediniai galėjo skristi dideliais atstumais, tačiau tai nebuvo raketos, nes neturėjo savo kuro atsargų. Nepaisant to, būtent parako išradimas tapo pagrindine prielaida tikroms raketoms atsirasti. Kinų naudojami skraidančių „ugnies strėlių“ aprašymai rodo, kad šios strėlės buvo raketos. Prie jų buvo pritvirtintas suspausto popieriaus vamzdelis, atidarytas tik gale ir užpildytas degiu junginiu. Šis užtaisas buvo uždegtas, o tada strėlė buvo paleista naudojant lanką. Tokios strėlės ne kartą buvo naudojamos įtvirtinimų apgulties metu, prieš laivus ir kavaleriją.

Remiantis senovės Romos rašytojo Aulo Gelliaus (lot. Aulus Gellius) liudijimu, vienas pirmųjų reaktyvinių prietaisų buvo panaudotas daugiau nei prieš 2000 metų, dar 400 m. pr. e., graikų pitagoriečių filosofo Archito iš Tarentumo, kuris garų pagalba privertė medinį balandį pajudėti viela, stebint savo miesto gyventojams. Archytas Tarentskis panaudojo „veiksmo-reakcijos“ principą, kuris moksliškai buvo aprašytas tik XVII a.

Yra žinoma, kad raketas naudojo Zaporožės kazokai, pradedant XVI-XVII a. XVII amžiuje baltarusių karo inžinierius Kazimiras Semenovičius aprašė daugiapakopę raketą.

§ 4. Raketa kaip transporto priemonė

Likus kelioms dienoms iki egzekucijos, M. Kibalchichas sukūrė originalų lėktuvo, galinčio atlikti skrydžius į kosmosą, dizainą ir advokatui perdavė ne malonės prašymą ar skundą, o „Aeronautikos įrenginio projektą“. Apie savo aparatą jis rašė: „Jei balionas dedamas uždaru dugnu į viršų, tada esant žinomam dujų slėgiui, balionas turėtų pakilti aukštyn. Kibalchichas buvo įvykdytas mirties bausme 1881 m., o tik 1918 m. vokas su jo projektu tapo prieinamas mokslininkams. Jo aparatas turėjo veikti suspaustu paraku.

1957 metais SSRS, vadovaujant Sergejui Korolevui, kaip branduolinio ginklo pristatymo priemonė buvo sukurta pirmoji pasaulyje tarpžemyninė balistinė raketa R-7, kuri tais pačiais metais buvo panaudota paleisti pirmąjį pasaulyje dirbtinį Žemės palydovą. Taip prasidėjo raketų panaudojimas skrydžiams į kosmosą.

§ 5. Raketų naudojimas

Raketos naudojamos kaip ginklų pristatymo į taikinį priemonė. Kadangi pilotas nėra reikalingas kovinei raketai valdyti, ji gali turėti didelės griaunamosios galios užtaisus, įskaitant branduolinius. Šiuolaikinės sistemos priartinimas ir navigacija suteikia raketoms didesnį tikslumą ir manevringumą.

Lėktuvai ir Balionai paleistas tirti Žemės atmosferą turi 30-40 kilometrų aukščio lubas. Raketos tokių lubų neturi ir naudojamos zondavimui viršutiniai sluoksniai atmosfera, daugiausia mezosfera ir jonosfera.

Raketa vis dar yra vienintelė transporto priemonė, galinti iškelti erdvėlaivį į kosmosą.

Astronautikos reikmėms naudojamos raketos vadinamos paleidimo raketomis, nes jos gabena naudingąjį krovinį. Daugiapakopės balistinės raketos dažniausiai naudojamos kaip paleidimo raketos. Nešančiaja raketa vyksta iš Žemės arba, ilgo skrydžio atveju, iš dirbtinio Žemės palydovo orbitos.

Yra keletas raketų sporto žmonių, kurių hobis yra raketų modelių kūrimas ir paleidimas. Taip pat raketos naudojamos mėgėjų ir profesionalų fejerverkams.

Vandenilio peroksido raketos naudojamos reaktyviniuose paketuose, o raketos taip pat naudojamos kaip varikliai raketiniuose automobiliuose. Raketų automobiliai priklauso didžiausio pagreičio lenktynių rekordui.

4 skyrius. Meščerskio lygtis § 1. Ivanas Vsevolodovičius Meščerskis

IR van Vsevolodovičius Meščerskis (1859-1935) – rusų mokslininkas, kintamos masės kūnų mechanikos įkūrėjas.

Gimė Archangelsko mieste neturtingoje šeimoje. 1878 metais įstojo į Sankt Peterburgo universiteto Fizikos ir matematikos fakulteto Matematikos skyrių. Tai buvo P. L. Čebyševo įkurtos Peterburgo matematikos mokyklos klestėjimas. Čia Meščerskis susidomėjęs klausėsi tiek paties Čebyševo, tiek garsių profesorių A.N.Korkino (1837-1908), K.A.Posse (1847-1928) ir daugelio kitų paskaitų.

Studijų metais Meshchersky su ypatingu susidomėjimu studijavo mechaniką. 1882 m. baigė universitetą ir liko ruoštis profesūrai. Nuo to laiko prasideda daugiau nei pusę amžiaus trukusi jo mokslinė ir pedagoginė veikla. 1891 metais Sankt Peterburgo aukštuosiuose moterų kursuose gavo Mechanikos katedrą, kurią išlaikė iki 1919 m., tai yra iki šių kursų sujungimo su universitetu. 1897 metais Meščerskis Sankt Peterburgo universitete sėkmingai apgynė disertaciją tema „Kintamos masės taško dinamika“, pateiktą jam taikomosios matematikos magistro studijoms gauti.

1902 metais buvo pakviestas vadovauti katedrai Sankt Peterburgo politechnikos institute. Čia iki pat gyvenimo pabaigos vyko jo pagrindinis mokslinis ir pedagoginis darbas. I. V. Meshchersky 25 metus vadovavo pedagoginis darbas Sankt Peterburgo universitete ir 33 metus Politechnikos institute. Per daugelį metų jis parengė tūkstančius specialistų. Daugelis jo mokinių tapo žymiais mokslininkais (akademikas A. N. Krylovas, profesorius G. V. Kolosovas ir kt.).

Už išskirtinius nuopelnus mokslo srityje I. V. Meščerskiui 1928 m. buvo suteiktas nusipelniusio mokslininko vardas. Jo vardu pavadintas krateris Mėnulyje.

§ 2. Impulsas

Visi žino, kad šūvį iš ginklo lydi atatranka. Jei kulkos svoris būtų lygus ginklo svoriui, jie skristų tokiu pat greičiu. Atatranka atsiranda todėl, kad atstumta dujų masė sukuria reaktyviąją jėgą, kurios dėka galima užtikrinti judėjimą tiek ore, tiek beorėje erdvėje. Ir kuo didesnė ištekančių dujų masė ir greitis, tuo didžiulė jėga atatranką jaučia mūsų petys, kuo stipresnė ginklo reakcija, tuo didesnė reaktyvioji jėga. Tai galima lengvai paaiškinti impulso išsaugojimo dėsniu, kuris teigia, kad geometrinė (ty vektorinė) kūnų, sudarančių uždarą sistemą, momentų suma išlieka pastovi bet kokiems sistemos kūnų judesiams ir sąveikoms.

§ 3. Meščerskio lygtis

Jo teorinės mechanikos kursas yra plačiai žinomas, o ypač jo Teorinės mechanikos problemų rinkinys (1914), išleistas 36 leidimus ir priimtas kaip studijų vadovas aukštosioms mokykloms ne tik SSRS, bet ir daugelyje užsienio šalys... Meshchersky kolekcija, kaip ir jo darbas „Mechanikos mokymas ir mechaninės kolekcijos kai kuriose aukštosiose mokyklose švietimo įstaigos Italija, Prancūzija, Šveicarija ir Vokietija (1895 m.) prisidėjo prie mokslinio ir pedagoginio mechanikos mokymo lygio pakilimo Rusijos aukštosiose mokyklose.

Antrajame išskirtiniame Meščerskio darbe „Kintamos masės taško judėjimo lygtys bendruoju atveju“ (1904 m.) jo teorija buvo galutinė ir nepaprastai elegantiška išraiška. Čia jis nustato ir tiria bendroji lygtis taško judėjimas, kurio masė kinta dėl vienu metu vykstančio medžiagos dalelių prisitvirtinimo ir atsiskyrimo proceso. Ši lygtis žinoma kaip Meshchersky lygtis.

Ivanas Vsevolodovičius Meščerskis 1904 m. gavo kintamos masės kūnų lygtį.

Čia m yra dabartinė raketos masė, a yra kas antras masės suvartojimas, V yra dujų srauto greitis (ty dujų nutekėjimo greitis raketos atžvilgiu), F yra išorinės jėgos, veikiančios raketą. raketa.

5 skyrius. Konstantinas Eduardovičius Ciolkovskis. Ciolkovskio formulė § 1. Konstantinas Eduardovičius Ciolkovskis

N ir vienas mokslininkas, ne vienas mokslinės fantastikos rašytojas ilgus šimtmečius sugebėjo įvardyti vieninteles žmogaus turimas priemones, kurių pagalba galima įveikti gravitacijos jėgą ir skristi į kosmosą. Tai padarė rusų mokslininkas Konstantinas Eduardovičius Ciolkovskis (1857-1935). Jis parodė, kad vienintelis įtaisas, galintis įveikti gravitacijos jėgą, yra raketa, t.y. aparatas su reaktyviniu varikliu, naudojantį degalus ir oksidatorių, esantį pačiame aparate.

Konstantinas Eduardovičius Ciolkovskis (1857 m. rugsėjo 5 d. (17), Iževskas, Riazanės gubernija, Rusijos imperija– 1935 m. rugsėjo 19 d., Kaluga, SSRS) – rusų ir sovietų savamokslis mokslininkas, tyrinėtojas, mokyklos mokytojas. Šiuolaikinės astronautikos įkūrėjas. Jis pagrindė reaktyvinio judėjimo lygties išvedimą, priėjo prie išvados, kad reikia naudoti „raketinius traukinius“ – daugiapakopių raketų prototipus. Aerodinamikos, aeronautikos ir kitų mokslų darbų autorius.

Rusijos kosmizmo atstovas, Rusijos pasaulio studijų mylėtojų draugijos narys. Mokslinės fantastikos kūrinių autorius, kosmoso tyrinėjimo idėjų rėmėjas ir propaguotojas. Ciolkovskis pasiūlė apgyvendinti erdvę naudojant orbitines stotis, pasiūlė kosminio lifto idėjas, traukinius oro pagalvė... Jis tikėjo, kad gyvybės vystymasis vienoje iš Visatos planetų pasieks tokią galią ir tobulumą, kad leis įveikti gravitacijos jėgas ir paskleisti gyvybę visoje Visatoje.

K. E. Ciolkovskis teigė, kad raketų teoriją jis sukūrė tik kaip pritaikymą savo filosofiniams tyrimams. Jis parašė daugiau nei 400 kūrinių, kurių dauguma yra mažai žinomi plačiam skaitytojui.

§ 2. Ciolkovskio formulė

Ciolkovskio formulė nustato greitį, kurį orlaivis išvysto veikiamas raketos variklio traukos, kurios kryptis nekinta, nesant visų kitų jėgų. Šis greitis vadinamas būdingu.

K.E. Ciolkovskis išvedė formulę, leidžiančią apskaičiuoti Maksimalus greitis kad gali išsivystyti raketa.

Didžiausias pasiekiamas greitis visų pirma priklauso nuo dujų ištekėjimo iš purkštuko greičio, kuris savo ruožtu pirmiausia priklauso nuo degalų rūšies ir dujų srovės temperatūros. Kuo aukštesnė temperatūra, tuo didesnis greitis. Tai reiškia, kad raketai reikia pasirinkti kaloringiausią kurą, kuris suteikia didžiausias skaičiusšiluma. Kuro masės ir raketos masės santykis variklio veikimo pabaigoje (t. y. iš esmės su tuščios raketos svoriu) vadinamas Ciolkovskio skaičiumi.

Pagrindinė išvada yra ta, kad beorėje erdvėje raketa išvys didesnį greitį, tuo didesnis bus dujų nutekėjimo greitis ir tuo didesnis daugiau numerio Ciolkovskis.

XIX amžiaus pabaigoje sukurta Ciolkovskio formulė vis dar yra svarbi matematinio aparato, naudojamo raketų projektavimui, dalis, ypač nustatant pagrindines jų masės charakteristikas.

6 skyrius. Reaktyviniai paketai

R
Jetpack – asmeninis lėktuvas, dėvimas ant nugaros, leidžiantis žmogui pakilti į orą naudojant reaktyvinę trauką. Trauka susidaro dėl variklio vertikaliai žemyn išmetamos srovės.

Raketų paketai yra labai paprasto dizaino, todėl jie tapo plačiai paplitę. „Wendell Moore Classic Rocket Pack“ gali būti pagamintas privačiose dirbtuvėse, nors tam reikia gerų inžinerinių įgūdžių ir aukšto lygio santechnikos. Pagrindinis raketų paketo trūkumas – trumpa skrydžio trukmė (iki 30 sekundžių) ir didelės degalų – vandenilio peroksido – sąnaudos. Šios aplinkybės apriboja raketų paketų taikymo sritį iki labai veiksmingų viešųjų demonstracinių skrydžių. Skraidymas raketų pakuotėmis visada patraukia žiūrovų dėmesį ir yra labai sėkmingas. Pavyzdžiui, toks skrydis buvo surengtas per iškilmingą 1984 metų vasaros olimpinių žaidynių atidarymą Los Andžele (JAV).

Net Antrojo pasaulinio karo metais Vokietija plačiai naudojo vandenilio peroksido variklius torpedose, povandeniniuose laivuose, lėktuvuose ir raketose. Pavyzdžiui, naikintuvas-perėmėjas Me-163 turėjo skysto kuro raketinį variklį, kuris buvo maitinamas 80 procentų vandenilio peroksidu ir skystu katalizatoriumi (kalio permanganato tirpalu arba metanolio, hidrazino hidrato ir vandens mišiniu). Degimo kameroje vandenilio peroksidas suskyla, susidarant dideliam tūriui perkaitinto garo-dujų mišinio, sukurdamas galingą srovės trauką. Gamybinis orlaivis turėjo iki 960 km/h greitį, į 12 000 metrų aukštį galėjo pakilti per 3 minutes, o skrydžio trukmė – iki 8 minučių. Vandenilio peroksidas buvo naudojamas ir V-2 raketose, bet kaip pagalbinis kuras, jame veikė turbo siurbliai, tiekiantys kurą ir oksidatorių į pagrindinio raketinio variklio degimo kamerą.

Pasibaigus karui vokiečių raketų technika kartu su garsiu dizaineriu Werneriu von Braunu pateko į JAV. Vienas iš amerikiečių inžinierių, dirbusių su Brownu, Thomas Moore'as sugalvojo asmeninį skraidymo aparatą, kurį pavadino „reaktyvine liemene“. Reaktyvinė liemenė buvo varoma vandenilio peroksidu. „Reaktyvinė liemenė“ buvo pagaminta ir bandymų stende sugebėjo pilotą kelioms sekundėms pakelti nuo žemės.

Tačiau Moore'o „liemenė“ turėjo itin nepatogią valdymo sistemą. Ant piloto krūtinės buvo dėžė, iš kurios laidai ėjo į traukos reguliatorių ir du valdomus kuprinės antgalius. Dešinėje ir kairėje dėžėje buvo rankračiai: dešinysis rankratis valdė trauką, o kairėje du bendraašius vairo rankračiai valdė kairįjį ir dešinįjį purkštukus. Kiekvienas purkštukas gali būti nukreiptas į priekį arba atgal. Jei reikėdavo pasukti į šoną, pilotas pasuko vieną iš rankračių, nukreipdamas vieną antgalį. Norėdamas skristi pirmyn arba atgal, pilotas vienu metu suko abu rankračius. Taip tai atrodė teoriškai. Thomaso Moore'o „reaktyvinė liemenė“ niekada negalėjo atlikti savarankiško skrydžio, kariuomenė nustojo finansuoti, o darbas buvo apribotas.

1958 m. Thiokol inžinieriai Harry Burdett ir Alexander Bohr sukūrė „šokinėjimo diržą“, kurį pavadino „Žiogu“. Trauka buvo sukurta suslėgto azoto dėka aukštas spaudimas... Ant "diržo" buvo pritvirtinti du maži purkštukai, nukreipti vertikaliai žemyn. „Diržo“ laikiklis galėjo atidaryti vožtuvą, per purkštukus išleisdamas suslėgtą azotą iš cilindro, o jis buvo išmestas iki 7 metrų aukščio. Pasilenkus į priekį buvo galima bėgti 45-50 km/h greičiu naudojant „šokinėjimo diržo“ sukurtą trauką. Tada Burdett ir Bohr taip pat išbandė vandenilio peroksidą. „Šuolio diržas“ buvo pademonstruotas kariškiams veikiant, tačiau finansavimo nebuvo, o toliau nei bandomieji eksperimentai reikalas nesiekė.

V pastaraisiais metais raketų paketas tampa populiarus tarp entuziastų, kurie ją kuria patys. Kuprinės dizainas yra gana paprastas, tačiau skraidančios kuprinės paslaptis slypi dviejuose pagrindiniuose komponentuose: dujų generatoriuje ir traukos valdymo vožtuve. Kadaise juos ištobulino Wendell Moore per ilgus išbandymus.

Kuprinių plitimą riboja ir koncentruoto vandenilio peroksido trūkumas, kurio jau nebegamina didžiosios chemijos įmonės. Mėgėjiškos raketos stato savo gamyklas elektrolizės būdu.

N
ir šiandien pasaulyje yra ne daugiau kaip 5 sėkmingai skraidantys raketų paketai. Daugiau nei keturiasdešimt metų nuo pirmojo Haroldo Grahamo skrydžio tik vienuolika žmonių (įskaitant jį patį) skrido su kuprine laisvu skrydžiu (be saugos pavadėlio). Žymiausias iš jų, kaip jau minėta, yra Billas Sutoras, kažkada gyvenęs šalia Wendell Moore ir paprašęs galimybės skristi kuprine, kurią Moore'as atsinešė į namus bagažinėje. Amerikiečiai keturis kartus padidino savo lėktuvo skrydžio laiką.

7 skyrius. Įdomus faktas

Animacinių filmų kūrėjai rado įdomų reaktyvinio judėjimo pritaikymą. Reaktyvus judesys sukuria įspūdingas animacijas. Štai keletas kadrų iš animacinių filmų:

Išvada

Dėl atlikto darbo išstudijavau reaktyvinio varymo principus ir radau informacijos šia tema. Be to, praplėčiau fizikos žinias. Anksčiau maniau, kad reaktyvinis varymas naudojamas tik statant raketas, bet dabar sužinojau, kad jis naudojamas ir lėktuvų konstrukcijoje, ir fejerverkuose, ir net raketų paketuose, kurie leidžia sklandyti virš žemės ir atlikti įvairius darbus. triukų. Galima sakyti, kad reaktyvinis varymas padarė revoliuciją aviacijoje ir neįmanoma pervertinti jos svarbos. Lėktuvai skraido tūkstančius žmonių, praleisdami minimaliai laiko, o astronautai raketomis tyrinėja kitas planetas. Be to, su reaktyviniu varikliu susiduriama ir laukinėje gamtoje.

Literatūra

Bilimovičius B.F. „Fizikos viktorinos“

Deryabin VM Fizikos išsaugojimo dėsniai. - M .: Švietimas, 1982 m.

Gelfer Ya.M. Apsaugos įstatymai. - M .: Nauka, 1967 m.

Kūnas K. Pasaulis be formų. - M.: Mir, 1976 m.

Vaikų enciklopedija. - M .: SSRS mokslų akademijos leidykla, 1959 m.

A. Kupovas, A. Vinogradovas „Reaktyvus judėjimas gamtoje ir technologijose“

Didelis Rusų enciklopedija, 1999 nuo 456 476-477

Interneto enciklopedija "Wikipedia"

Nominacija „Pasaulis aplink“

Ruošdamasi Naujųjų metų šventei papuošiau butą balionai... Kai pripūtiau balionus, vienas iš jų išskriejo man iš rankų ir dideliu greičiu nuskriejo nuo manęs priešinga kryptimi. Uždaviau sau klausimą: kas atsitiko su balionu? Tėvai paaiškino, kad tai yra reaktyvinis varymas. Ar balionas skrenda kaip raketa?

Hipotezė, kuriuos iškėliau tyrimo metu: galbūt reaktyvinis varymas vyksta gamtoje ir Kasdienybė.

Tikslai darbas:

tirti fizinius principus reaktyvinis varymas
nustatyti, kur gamtoje ir kasdieniame gyvenime vyksta reaktyvinis varymas.

Norėdamas patvirtinti arba paneigti savo hipotezę, nusistatau save užduotys:

atlikti eksperimentus, iliustruojančius reaktyvinį varymą,
skaityti populiariąją mokslinę literatūrą apie reaktyvinį varymą,
rasti atitinkamą medžiagą internete,
sukurti pristatymą šia tema.

ISTORINĖ NUORODOS

Reaktyvinis varymas buvo naudojamas net pirmųjų parako fejerverkų ir signalinių raketų gamyboje Kinijoje X amžiuje. XVIII amžiaus pabaigoje Indijos kariuomenė, kovodama su britų kolonialistais, naudojo juodųjų parako raketas. Rusijoje parako raketos buvo pradėtos eksploatuoti pradžios XIX amžiaus.

Antrojo pasaulinio karo metu vokiečių kariuomenė naudojo balistines raketas V-2, apšaudydama Didžiosios Britanijos ir Belgijos miestus. sovietų kariuomenė Keli „Katyusha“ raketų paleidimo įrenginiai buvo naudojami labai sėkmingai.

Reaktyvinių variklių pirmtakai:

graikų matematikas ir mechanikas Heronas iš Aleksandrijos (2.1 priedas), eolipilo (Gerono rutulio) kūrėjas;
vengrų mokslininkas Janosas Segneris (2.3 priedas), sukūręs „Segnerio ratą“;
NI Kibalchichas pirmasis panaudojo reaktyvinį variklį skrydžiams į kosmosą;
Tolesnė teorinė raketų navigacijos plėtra priklauso rusų mokslininkui Ciolkovskiui K.E.
Jo darbai įkvėpė S.P.Korolevą sukurti lėktuvus, skirtus pilotuojamam skrydžiui į kosmosą. Jo idėjų dėka pirmą kartą pasaulyje buvo paleistas dirbtinis Žemės palydovas (04.10.57) ir pirmasis pilotuojamas palydovas su pilotu-kosmonautu laive Yu.A. Gagarinas (1961 m. balandžio 12 d.).

FIZINIAI PRINCIPAI REAKTYVUS JUDĖJIMAS IR RAKETŲ PRIETAISAS

Reaktyvusis judėjimas pagrįstas veikimo ir reakcijos principu: jei vienas kūnas veikia kitą, tai jį veiks lygiai tokia pati jėga, tik nukreipta priešinga kryptimi.

Atlikau eksperimentą, kuris įrodo, kad kiekvienas veiksmas turi vienodą priešpriešą. (vaizdo įrašas)

Šiuolaikinė kosminė raketa yra labai sudėtingas ir sunkus orlaivis, susidedantis iš šimtų tūkstančių ir milijonų dalių. Tai susideda iš darbinis skystis(t. y. kaitinamosios dujos, susidarančios degant kurui ir išsiskiriančios reaktyvinio srauto pavidalu) ir galutinis "sausas" raketos masė, likusi po karštų dujų išmetimo iš raketos (tai yra raketos apvalkalas, tai yra astronautų gyvybės palaikymo sistemos, įranga ir kt.). Kosminiam greičiui pasiekti naudojamos daugiapakopės raketos. Kai reaktyvus dujų srovė išmesta iš raketos, pati raketa veržiasi priešinga kryptimi, įsibėgėdama iki 1-ojo kosminio greičio: 8 km/s.

Atlikau vežimų sąveikos eksperimentą ir įrodžiau, kad kuo didesnė kuro masė, tuo didesnis raketos greitis. Taigi skrydžiams vietos reikia puiki suma kuro.

REAKTYVUS JUDĖJIMAS GAMTOJE

Taigi, kur gamtoje atsiranda reaktyvinis varymas? Plaukia žuvys, skraido paukščiai, bėga gyvūnai. Atrodo, kad viskas paprasta. Kad ir kaip būtų. Klaidžiojimo tarp gyvūnų medžioklė yra ne užgaida, o griežta būtinybė. Jei nori valgyti, galėk judėti. Jei nenori, kad tave suvalgytų, galėk pasprukti. Norint greitai judėti erdvėje, reikia išvystyti didelį greitį.

Tam, pvz. šukutės- Gavau reaktyvinį variklį. Jis energingai išmeta vandenį iš kiauto ir nuskrenda 10-20 kartų didesnį už savo ilgį! Salpa, laumžirgio lervos, žuvys- jie visi naudoja reaktyvinio judėjimo principą judėti erdvėje. Aštuonkojis išvysto iki 50 km/h greitį ir tai yra dėl reaktyvinės traukos. Jis netgi gali vaikščioti žeme, nes šiam atvejui jis turi ant krūtinės vandens. Kalmarai- didžiausias bestuburis vandenyno gelmių gyventojas juda reaktyvinio judėjimo principu.

Reaktyvinio varymo pavyzdžių galima rasti ir augalų pasaulyje. Pietų šalyse (ir mūsų Juodosios jūros pakrantėje) auga augalas, vadinamas "purškia agurką". Tereikia lengvai paliesti prinokusį vaisių, panašų į agurką, kai jis atšoka nuo kotelio, o pro iš vaisiaus susidariusią skylutę iki 10 m/s greičiu išskrenda skystis su sėklomis. Patys agurkai išskrenda priešinga kryptimi.agurkas (kitaip vadinamas "damų pistoletu") daugiau nei 12 m.

Kasdieniame gyvenime pavyzdžiu siela ant lanksti žarna galite pamatyti reaktyvinio judėjimo pasireiškimą. Tereikia įpilti vandens į dušą, nes rankena su purkštuku gale nukryps priešinga kryptimi nei tekančios srovės.

Reaktyvinio varymo principas yra purkštuvų (7.2 priedas), skirtų sodų ir daržovių sodų laistymui, veikimo pagrindas. Vandens slėgis sukasi galvą vandens purkštuvais.

Reaktyvinio varymo principas padeda varyti plaukikas... Kuo labiau plaukikas stumia vandenį atgal, tuo greičiau jis plaukia. (7.3 priedas)

Inžinieriai jau sukūrė variklį, panašų į kalmarų variklį. Jis vadinamas vandens patranka. (7.4 priedas)

IŠVADA

Darbo eigoje:

1. Išsiaiškinau, kad reaktyvinio judėjimo principas yra fizikinis veikimo ir reakcijos dėsnis

2. Eksperimentiškai patvirtinta kūno judėjimo greičio priklausomybė nuo jį veikiančio kito kūno masės.

3. Įsitikinau, kad reaktyvinis varymas yra technikoje, kasdieniame gyvenime ir gamtoje ir net animaciniuose filmuose.

4. Dabar, kai žinau apie reaktyvinį varymą, galiu išvengti daugybės rūpesčių, pavyzdžiui, šokinėti iš valties į krantą, šaudyti iš ginklo, įskaitant dušus ir pan.

Taigi galiu ginčytis hipotezė, mano pateiktas pasitvirtino: reaktyvinio varymo principas yra labai paplitęs gamtoje ir kasdieniame gyvenime.

LITERATŪRA

Knyga skaitymui apie fiziką, 6-7 kl., I.G.Kirillova, - M: Edukacija, 1978. -97-99s.
Fizika – jaunimui užklasiniam skaitymui 7 kl. M.N. Aleksejeva, -M: Išsilavinimas, 1980.- 113 s
Sveiki, fizika.L.Ya.Galperstein, -M: Vaikų literatūra, 1967 m.
Mokslo enciklopedija, A. Craig, K. Rosny, -M: Rosman, 1997.- 29 p.
Sveiki aštuonkojai.Žurnalas „Miša“, 1995, Nr.8, 12-13s.
Kojos, sparnai ir net ... reaktyvinis variklis. Žurnalas "Misha", 1995, Nr. 8, 14с
Vikipedija: -ru.wikipedia.org

Reaktyvus judėjimas gamtoje ir technologijose

FIZIKOS SANTRAUKA

Reaktyvinis varymas- judėjimas, atsirandantis, kai kuri nors kūno dalis tam tikru greičiu atsiskiria nuo kūno.

Reaktyvioji jėga atsiranda be jokios sąveikos su išoriniais kūnais.

Reaktyvinio judėjimo panaudojimas gamtoje

Daugelis iš mūsų gyvenime yra susitikę plaukdami jūroje su medūzomis. Bet kokiu atveju Juodojoje jūroje jų yra pakankamai. Tačiau mažai žmonių manė, kad medūzos judėjimui naudoja reaktyvinį variklį. Be to, taip juda laumžirgių lervos ir kai kurios jūrinio planktono rūšys. Ir dažnai jūrų bestuburių efektyvumas naudojant reaktyvinį variklį yra daug didesnis nei technologinių išradimų.

Reaktyvinį variklį naudoja daugelis moliuskų – aštuonkojai, kalmarai, sepijos. Pavyzdžiui, šukutės moliuskas juda į priekį dėl vandens srovės, išstumtos iš kiauto, reaktyviosios jėgos, kai jo vožtuvai smarkiai suspaudžiami.

Aštuonkojis

Sepijos

Sepijos, kaip ir dauguma galvakojų, vandenyje juda tokiu būdu. Jis įtraukia vandenį į žiaunų ertmę per šoninį plyšį ir specialų piltuvą priešais kūną, o tada energingai išmeta vandens srovę per piltuvą. Sepijos nukreipia piltuvo vamzdelį į šoną arba atgal ir greitai išspausdamas iš jo vandenį, gali judėti įvairiomis kryptimis.

Didžiausią susidomėjimą kelia kalmarų reaktyvinis variklis. Kalmarai yra didžiausias bestuburis vandenyno gelmių gyventojas. Kalmarai pasiekė aukščiausią tobulumą reaktyvinėje navigacijoje. Juose net kūnas su savo išorinėmis formomis kopijuoja raketą (arba, geriau sakant, raketa kopijuoja kalmarus, nes šiuo klausimu jis turi neginčijamą prioritetą). Lėtai judėdami kalmarai naudoja didelį deimanto formos peleką, kuris periodiškai pasilenkia. Greitam metimui jis naudoja reaktyvinį variklį. Raumeninis audinys - mantija supa moliusko kūną iš visų pusių, jo ertmės tūris yra beveik pusė kalmaro kūno tūrio. Gyvūnas čiulpia vandenį mantijos ertmėje, o tada staigiai išmeta vandens srovę per siaurą antgalį ir dideliu greičiu juda atgal. Tokiu atveju visi dešimt kalmaro čiuptuvų susirenka į mazgą virš galvos ir įgauna supaprastintą formą. Antgalis tiekiamas specialus vožtuvas, o raumenys gali jį sukti, keisdami judėjimo kryptį. Kalmarų variklis yra labai ekonomiškas, jis gali išvystyti iki 60 - 70 km / h greitį. (Kai kurie tyrinėtojai mano, kad net iki 150 km / h!) Nenuostabu, kad kalmarai vadinami „gyva torpeda“. Lenkiant į ryšulį sulankstytus čiuptuvus į dešinę, į kairę, aukštyn arba žemyn, kalmaras pasisuka į vieną ar kitą pusę. Kadangi toks vairas yra labai didelis, palyginti su pačiu gyvūnu, užtenka nežymaus jo judesio, kad kalmaras net ir visu greičiu lengvai išvengtų susidūrimo su kliūtimi. Staigus vairo pasukimas – ir plaukikas veržiasi į priešingą pusę. Taigi jis sulenkė piltuvo galą atgal ir dabar slysta galva į priekį. Jis sulenkė jį į dešinę – ir reaktyvinis stūmimas numetė į kairę. Tačiau kai reikia greitai plaukti, piltuvėlis visada kyšo tiesiai tarp čiuptuvų, o kalmaras veržiasi į priekį uodega, kaip bėgtų vėžys – arklio vikrumu apdovanotas bėgikas.

Jei skubėti nereikia, kalmarai ir sepijos plaukia, banguodami pelekais - miniatiūrinės bangelės bėga jais iš priekio į galą, o gyvūnas grakščiai sklando, retkarčiais stumtelėdamas save ir iš po mantijos išsviedžiama vandens srove. Tada aiškiai matomi atskiri smūgiai, kuriuos moliuskas patiria vandens čiurkšlių išsiveržimo metu. Kai kurie galvakojai gali pasiekti iki penkiasdešimt penkių kilometrų per valandą greitį. Atrodo, kad tiesioginių matavimų niekas neatliko, bet apie tai galima spręsti pagal skraidančių kalmarų greitį ir nuotolį. O tokių, pasirodo, aštuonkojo giminėse yra talentų! Geriausias moliuskų pilotas – kalmaras stenoteutis. Anglų jūreiviai tai vadina – skraidantis kalmaras („flying squid“). Tai mažas silkės dydžio gyvūnas. Jis persekioja žuvis taip veržliai, kad dažnai iššoka iš vandens, tarsi strėlė braukdamas per jos paviršių. Jis griebiasi šios gudrybės ir išgelbėja savo gyvybę nuo plėšrūnų – tuno ir skumbrės. Sukūręs maksimalią reaktyvinio vandens trauką, pilotas kalmaras pakyla į orą ir skrenda virš bangų daugiau nei penkiasdešimt metrų. Gyvos raketos skrydžio apogėjus slypi taip aukštai virš vandens, kad skraidantys kalmarai dažnai nutūpia vandenynu plaukiančių laivų deniuose. Keturi penki metrai nėra rekordinis aukštis, iki kurio kalmarai pakyla į dangų. Kartais jie skrenda dar aukščiau.

Anglų vėžiagyvių tyrinėtojas daktaras Reesas moksliniame straipsnyje aprašė kalmarą (tik 16 centimetrų ilgio), kuris, nuskridęs nemažą atstumą oru, nukrito ant jachtos tilto, kuris buvo beveik septynių metrų aukštyje virš vandens.

Pasitaiko, kad į laivą kibirkščiuojančia kaskada nusileidžia daug skraidančių kalmarų. Senovės rašytojas Trebiusas Nigeris kartą pasakojo liūdną istoriją apie laivą, kuris net nuskendo nuo ant jo denio nukritusių skraidančių kalmarų svorio. Kalmarai gali pakilti be pagreičio.

Aštuonkojai taip pat gali skristi. Prancūzų gamtininkas Jeanas Verany pamatė akvariume įsibėgėjusį eilinį aštuonkojį ir staiga atbulomis iššoko iš vandens. Aprašęs penkių metrų ilgio lanką ore, jis vėl puolė į akvariumą. Sukaupęs greitį šuoliui, aštuonkojis judėjo ne tik dėl reaktyvinės traukos, bet ir irklavo su čiuptuvais.
Maišiniai aštuonkojai, žinoma, plaukia blogiau nei kalmarai, tačiau kritiniais momentais jie gali parodyti rekordinę geriausių sprinterių klasę. Kalifornijos akvariumo darbuotojai bandė nufotografuoti aštuonkojį, puolantį krabą. Aštuonkojis prie savo grobio puolė taip greitai, kad ant plėvelės visada būdavo tepalo, net ir fotografuojant didžiausiu greičiu. Taigi metimas truko šimtąsias sekundės dalis! Paprastai aštuonkojai plaukia palyginti lėtai. Aštuonkojų migraciją tyrinėjęs Josephas Seinle'as apskaičiavo, kad pusės metro dydžio aštuonkojis plūduriuoja jūroje maždaug penkiolikos kilometrų per valandą greičiu. Kiekvienas iš piltuvo išmestas vandens srautas stumia jį į priekį (tiksliau, atgal, nes aštuonkojis plaukia atgal) nuo dviejų iki dviejų su puse metro.

Reaktyvinį variklį taip pat galima rasti augalų pasaulyje. Pavyzdžiui, prinokę „pamišusio agurko“ vaisiai menkiausiu prisilietimu atšoka nuo kotelio, o iš duobės su jėga išmetamas lipnus skystis su sėklomis. Tuo pačiu metu pats agurkas skrenda priešinga kryptimi iki 12 m.

Žinodami impulso išsaugojimo dėsnį, galite pakeisti savo judėjimo greitį atviroje erdvėje. Jei esate valtyje ir turite kelis sunkius akmenis, tai mesdami akmenis tam tikra kryptimi, judėsite priešinga kryptimi. Tas pats nutiks ir kosmose, tačiau ten jie tam naudoja reaktyvinius variklius.

Reaktyvinio variklio panaudojimas technologijoje

Pirmojo mūsų eros tūkstantmečio pabaigoje Kinija išrado reaktyvinį varymą, kuriuo varydavo raketas – bambukinius vamzdelius, užpildytus paraku, jie taip pat buvo naudojami kaip pramoga. Vienas pirmųjų automobilių projektų taip pat buvo su reaktyviniu varikliu ir šis projektas priklausė Newtonui.

Pirmojo pasaulyje reaktyvinio lėktuvo, skirto žmonėms skraidyti, projekto autorius buvo Rusijos revoliucionierius N.I. Kibalchichas. 1881 m. balandžio 3 d. jam buvo įvykdyta mirties bausmė už dalyvavimą pasikėsinime nužudyti imperatorių Aleksandrą II. Savo projektą jis sukūrė kalėjime po mirties nuosprendžio. Kibalchichas rašė: „Būdamas kalėjime, likus kelioms dienoms iki mirties, rašau šį projektą. Tikiu savo idėjos įgyvendinamumu, ir šis tikėjimas mane palaiko siaubingoje padėtyje... Aš ramiai susidursiu su mirtimi, žinodamas, kad mano idėja nepražus kartu su manimi.

Idėją panaudoti raketas skrydžiams į kosmosą šio amžiaus pradžioje pasiūlė rusų mokslininkas Konstantinas Eduardovičius Ciolkovskis. 1903 metais pasirodė Kalugos gimnazijos mokytojo K.E. Ciolkovskis „Pasaulio erdvių tyrinėjimas reaktyviniais prietaisais“. Šiame darbe buvo pateikta svarbiausia matematinė astronautikos lygtis, dabar žinoma kaip „Ciolkovskio formulė“, aprašanti kintamos masės kūno judėjimą. Ateityje jis sukūrė skystojo kuro raketų variklio schemą, pasiūlė daugiapakopę raketos konstrukciją ir išsakė idėją apie galimybę artimoje Žemės orbitoje sukurti ištisus kosminius miestus. Jis parodė, kad vienintelis įtaisas, galintis įveikti gravitacijos jėgą, yra raketa, t.y. aparatas su reaktyviniu varikliu, naudojantį degalus ir oksidatorių, esantį pačiame aparate.

Reaktyvinis variklis Variklis, kuris cheminę kuro energiją paverčia dujų srovės kinetine energija, o variklis įgauna greitį priešinga kryptimi.

K.E. Ciolkovskio idėją įgyvendino sovietų mokslininkai, vadovaujami akademiko Sergejaus Pavlovičiaus Korolevo. Pirmasis dirbtinis Žemės palydovas naudojant raketą buvo paleistas Sovietų Sąjungoje 1957 m. spalio 4 d.

Reaktyvinio judėjimo principas plačiai naudojamas aviacijoje ir astronautikoje. Kosmose nėra terpės, su kuria kūnas galėtų sąveikauti ir taip keisti savo greičio kryptį bei modulį, todėl skrydžiams į kosmosą gali būti naudojami tik reaktyviniai lėktuvai, t.y. raketos.

Raketos įtaisas

Raketos judėjimas pagrįstas impulso išsaugojimo įstatymu. Jei tam tikru momentu koks nors kūnas bus išmestas nuo raketos, jis įgaus tą patį impulsą, bet nukreiptą priešinga kryptimi.

Bet kurioje raketoje, nepaisant jos konstrukcijos, visada yra apvalkalas ir kuras su oksidatoriumi. Raketos korpusą sudaro naudingoji apkrova (šiuo atveju erdvėlaivis), prietaisų skyrius ir variklis (degimo kamera, siurbliai ir kt.).

Didžioji raketos dalis yra kuras su oksidatoriumi (oksidatorius reikalingas kuro degimui palaikyti, nes erdvėje nėra deguonies).

Kuras ir oksidatorius pumpuojami į degimo kamerą. Kuras degdamas virsta aukštos temperatūros ir aukšto slėgio dujomis. Dėl didelio slėgio skirtumo degimo kameroje ir išorinėje erdvėje dujos iš degimo kameros galinga srove veržiasi į išorę per specialios formos varpelį, vadinamą antgaliu. Purkštuko paskirtis – padidinti srovės greitį.

Prieš paleidžiant raketą jos impulsas lygus nuliui. Dėl dujų sąveikos degimo kameroje ir visose kitose raketos dalyse pro purkštuką išbėgančios dujos gauna tam tikrą impulsą. Tada raketa yra uždara sistema, o jos bendras impulsas net po paleidimo turėtų būti lygus nuliui. Todėl visiškai jame esantis raketos apvalkalas gauna impulsą, kurio dydis yra lygus dujų impulsui, bet priešinga kryptimi.

Masyviausia raketos dalis, skirta paleisti ir pagreitinti visą raketą, vadinama pirmąja pakopa. Kai pirmosios didžiulės daugiapakopės raketos pakopos greitėjimo metu baigiasi degalai, ji atskiriama. Tolesnį pagreitį tęsia antrasis, ne toks masyvus etapas, o prie anksčiau pirmuoju etapu pasiekto greičio prideda dar šiek tiek greičio, o tada atsiskiria. Trečiasis etapas toliau didina greitį iki reikiamos vertės ir pristato naudingąją apkrovą į orbitą.

Pirmasis žmogus, skridęs į kosmosą, buvo pilietis Sovietų Sąjunga Jurijus Aleksejevičius Gagarinas. 1961 m. balandžio 12 d. Jis apskriejo Žemės rutulį palydovu „Vostok“.

Sovietinės raketos pirmosios pasiekė Mėnulį, apskriejo Mėnulį ir nufotografavo jo nematomąją pusę nuo Žemės, pirmosios pasiekė Veneros planetą ir pristatė į jos paviršių mokslinius instrumentus. 1986 m. du sovietų erdvėlaiviai „Vega-1“ ir „Vega-2“ iš arti ištyrė Halio kometą, kuri kartą per 76 metus priartėjo prie Saulės.

Sistemos. Technika fiziniai pratimai... Tikslinis rezultatas judėjimas nepriklauso nuo... gamta Gydomosios jėgos gamta turėti didelį poveikį... inercinių jėgų deriniu, reaktyvus ir koncentruoti raumenų susitraukimai...

2 skaidrė

Reaktyvinio judėjimo panaudojimas gamtoje

Daugelis iš mūsų gyvenime yra susitikę plaukdami jūroje su medūzomis. Tačiau mažai žmonių manė, kad medūzos judėjimui naudoja reaktyvinį variklį. Ir dažnai jūrų bestuburių efektyvumas naudojant reaktyvinį variklį yra daug didesnis nei technologinių išradimų.

3 skaidrė

Reaktyvinį variklį naudoja daugelis moliuskų – aštuonkojai, kalmarai, sepijos.

4 skaidrė

Sepijos

5 skaidrė

Kalmarai

Kalmarai pasiekė aukščiausią tobulumą reaktyvinėje navigacijoje. Jų kūnai netgi kopijuoja raketą savo išorinėmis formomis (arba, geriau sakant, raketa kopijuoja kalmarus, nes šiuo klausimu ji turi neginčijamą prioritetą)

6 skaidrė

7 skaidrė

Skraidantys kalmarai

Tai mažas silkės dydžio gyvūnas. Jis persekioja žuvis taip veržliai, kad dažnai iššoka iš vandens, tarsi strėlė braukdamas per jos paviršių. Sukūręs maksimalią reaktyvinio vandens trauką, pilotas kalmaras pakyla į orą ir skrenda virš bangų daugiau nei penkiasdešimt metrų. Gyvos raketos skrydžio apogėjus slypi taip aukštai virš vandens, kad skraidantys kalmarai dažnai nutūpia vandenynu plaukiančių laivų deniuose. Keturi penki metrai nėra rekordinis aukštis, iki kurio kalmarai pakyla į dangų. Kartais jie skrenda dar aukščiau.

8 skaidrė

Aštuonkojis

Reaktyvinio judėjimo ir reaktyvinės traukos samprata

Reaktyvioji varomoji jėga (pavyzdžiui, gamtoje)- judėjimas, atsirandantis, kai kuri nors kūno dalis tam tikru greičiu atsiskiria nuo kūno.

Reaktyvinio judėjimo principas pagrįstas impulso išsaugojimo dėsniu izoliuotai mechaninei kūnų sistemai:

Tai yra, bendras dalelių sistemos impulsas yra pastovi vertė. Su nebuvimu išorinių poveikių sistemos impulsas lygus nuliui ir jį galima keisti iš vidaus dėl srovės traukos.

Reaktyvinio srauto trauka (pavyzdžiai gamtoje)- atskiriančių dalelių reakcijos jėga, kuri veikiama ištekėjimo centro taške (raketai - variklio antgalio pjūvio centre) ir nukreipta priešingai dalelių atskyrimo greičio vektoriui.

Darbinė kūno masė (raketa)

Bendras darbinio skysčio pagreitis

Dalelių (dujų) atskyrimo ištekėjimo greitis

Degalų sąnaudos per sekundę

Reaktyvinio varymo negyvoje gamtoje pavyzdžiai

Reaktyvinį variklį taip pat galima rasti augalų pasaulyje. Pietų šalyse (taip pat ir mūsų Juodosios jūros pakrantėje) auga augalas, vadinamas „pamišusiu agurku“.

Lotyniškas Ecbalium genties pavadinimas kilęs iš Graikiškas žodis su reikšme - išmetu lauk, pagal vaisiaus struktūrą, kuri išmeta sėklas.

Pašėlusių agurkų vaisiai pilkai žali arba žali, sultingi, pailgi arba pailgai kiaušiniški, 4-6 cm ilgio, 1,5-2,5 cm pločio, šeriniai, abiejuose galuose buki, daugiasėkliai (1 pav.). Sėklos pailgos, mažos, suspaustos, lygios, siaurais krašteliais, apie 4 mm ilgio. Kai sėklos sunoksta, aplinkiniai audiniai virsta gleivine mase. Tuo pačiu metu vaisiuose susidaro didelis spaudimas, dėl kurio vaisiai atsiskiria nuo kotelio, o sėklos kartu su gleivėmis jėga išmetamos pro susidariusią skylutę. Tuo pačiu metu patys agurkai išskrenda priešinga kryptimi. Išprotėjęs agurkas (kitaip jis vadinamas „damų pistoletu“) iššauna daugiau nei 12 m (2 pav.).

Reaktyvinio varymo pavyzdžiai gyvūnų karalystėje

Jūros gyviai

Daugelis jūrų gyvūnų, tarp jų ir medūzos, naudoja reaktyvinį judėjimą. šukutės, aštuonkojai, kalmarai, sepijos, salpos, kai kurios planktono rūšys. Visi jie naudoja išstumtos vandens srovės reakciją, skirtumas slypi kūno sandaroje, taigi ir vandens paėmimo bei išleidimo būdu.

Šukutės moliuskas (3 pav.) juda dėl vandens srovės, išstumtos iš kiauto, reaktyviosios jėgos, smarkiai suspaudus jo vožtuvus. Tokius judesius jis naudoja iškilus pavojui.

Sepijos (4 pav.) ir aštuonkojai (5 pav.) per šoninį plyšį ir specialų piltuvėlį priešais kūną paima vandenį į žiaunų ertmę, o po to per piltuvą energingai išmeta vandens srovę. Sepijos nukreipia piltuvo vamzdelį į šoną arba atgal ir greitai išspausdamas iš jo vandenį, gali judėti įvairiomis kryptimis. Aštuonkojai, užlenkę čiuptuvus virš galvų, suteikia kūnui supaprastintą formą ir taip gali kontroliuoti savo judėjimą, keisdami jo kryptį.

Aštuonkojai netgi gali skristi. Prancūzų gamtininkas Jeanas Verany pamatė akvariume įsibėgėjusį eilinį aštuonkojį ir staiga atbulomis iššoko iš vandens. Aprašęs penkių metrų ilgio lanką ore, jis vėl puolė į akvariumą. Sukaupęs greitį šuoliui, aštuonkojis judėjo ne tik dėl reaktyvinės traukos, bet ir irklavo su čiuptuvais.

Salpa (6 pav.) – jūros gyvūnas skaidraus kūno, judėdamas pro priekinę angą paima vandenį, vanduo patenka į plačią ertmę, kurios viduje įstrižai ištemptos žiaunos. Kai tik gyvūnas ilgai gurkšnoja vandens, skylė uždaroma. Tada susitraukia išilginiai ir skersiniai salpos raumenys, susitraukia visas kūnas ir pro užpakalinę angą išstumiamas vanduo.

Kalmarai (7 pav.). Raumeninis audinys - mantija supa moliusko kūną iš visų pusių, jo ertmės tūris yra beveik pusė kalmaro kūno tūrio. Gyvūnas čiulpia vandenį mantijos ertmėje, o tada staigiai išmeta vandens srovę per siaurą antgalį ir dideliu greičiu juda atgal. Tokiu atveju visi dešimt kalmaro čiuptuvų susirenka į mazgą virš galvos ir įgauna supaprastintą formą. Antgalis turi specialų vožtuvą, o raumenys gali jį pasukti, keisdami judėjimo kryptį. Kalmarų variklis yra labai ekonomiškas ir gali išvystyti iki 60–70 km/val. Lenkiant į ryšulį sulankstytus čiuptuvus į dešinę, į kairę, aukštyn arba žemyn, kalmaras pasisuka į vieną ar kitą pusę. Kadangi toks vairas, palyginti su pačiu gyvūnu, turi labai dideli dydžiai, tuomet užtenka nežymaus jo judesio, kad kalmaras net ir visu greičiu lengvai išsisuktų nuo susidūrimo su kliūtimi. Tačiau kai reikia greitai plaukti, piltuvėlis visada kyšo tiesiai tarp čiuptuvų, o kalmarai veržiasi uodega į priekį.

Geriausias moliuskų pilotas – kalmaras stenoteutis. Jūreiviai tai vadina „skraidančiais kalmarais“. Jis persekioja žuvis taip veržliai, kad dažnai iššoka iš vandens, tarsi strėlė braukdamas per jos paviršių. Jis griebiasi šios gudrybės ir išgelbėja savo gyvybę nuo plėšrūnų – tuno ir skumbrės. Sukūręs maksimalią reaktyvinio vandens trauką, pilotas kalmaras pakyla į orą ir skrenda virš bangų daugiau nei penkiasdešimt metrų. Gyvos raketos skrydžio apogėjus slypi taip aukštai virš vandens, kad skraidantys kalmarai dažnai nutūpia vandenynu plaukiančių laivų deniuose. Keturi penki metrai nėra rekordinis aukštis, iki kurio kalmarai pakyla į dangų. Kartais jie skrenda dar aukščiau.

Anglų vėžiagyvių tyrinėtojas daktaras Reesas aprašė m mokslinis straipsnis kalmaras (tik 16 centimetrų ilgio), kuris, nuskridęs nemažą atstumą oru, nukrito ant jachtos tiltelio, kuris buvo beveik septynių metrų aukštyje virš vandens.

Vabzdžiai

Panašiai juda laumžirgių lervos. Ir ne visas, o ilgapilves, aktyviai plaukiojančias stovinčių (šeima Rokerių) ir tekančias (šeima Cordulegastra) vandenis, taip pat trumpapilves ropojančias stovinčių vandenų lervas. Lerva naudoja reaktyvųjį judėjimą daugiausia pavojaus momentu, kad greitai persikeltų į kitą vietą. Šis judėjimo būdas nenumato tikslaus manevravimo ir netinka grobio vytis. Tačiau rokerių rankų lervos nieko nepersekioja – joms labiau patinka medžioti iš pasalų.

Užpakalinė laumžirgio lervos žarna, be pagrindinės funkcijos, atlieka ir judėjimo organo vaidmenį. Vanduo užpildo užpakalinį žarnyną, tada jis jėga išmetamas, o lerva reaktyvinio judėjimo principu pasislenka 6-8 cm.

reaktyvinė gamtos technologija

Taikymas