Reaktivni pogon v tehnologiji. Reaktivni motorji. Reaktivni pogon v naravi - predstavitev

Logika narave je za otroke najbolj dostopna in najbolj uporabna logika.

Konstantin Dmitrijevič Ušinski(03.03.1823–03.01.1871) - ruski učitelj, ustanovitelj znanstvene pedagogike v Rusiji.

BIOFIZIKA: CURKOVNO GIBANJE V ŽIVI NARAVI

Bralce zelenih strani vabim k ogledu fascinanten svet biofizike in spoznati glavno principi reaktivnega pogona v divjih živalih. Danes na programu: meduza kotnoust- največja meduza v Črnem morju, pokrovače , podjeten ličinka rocker kačjih pastirjev, neverjetno lignji s svojim reaktivnim motorjem brez konkurence in čudovite ilustracije sovjetskega biologa in živalski umetnik Kondakov Nikolaj Nikolajevič.

Številne živali se v naravi gibljejo po principu reaktivnega pogona, na primer meduze, pokrovače, ličinke kačjih pastirjev, lignji, hobotnice, sipe ... Spoznajmo nekatere od njih pobližje ;-)

Jet metoda gibanja meduz

Meduze so eden najstarejših in najštevilnejših plenilcev na našem planetu! Telo meduze je 98% sestavljeno iz vode in je v veliki meri sestavljeno iz vode vezivnega tkiva – mezogleja deluje kot okostje. Osnova mezogleje je beljakovina kolagen. Želatinasto in prozorno telo meduze ima obliko zvonca ali dežnika (premera nekaj milimetrov). do 2,5 m). Večina meduz se premika na reaktiven način, potiska vodo iz votline dežnika.

Meduze Cornerata(Rhizostomae), red koelenteratnih živali razreda scifoidov. meduze ( do 65 cm v premeru) brez robnih lovk. Robovi ust so podaljšani v ustne režnje s številnimi gubami, ki rastejo skupaj in tvorijo številne sekundarne ustne odprtine. Dotikanje ustnih rezil lahko povzroči boleče opekline ki nastanejo zaradi delovanja žarečih celic. Približno 80 vrst; Živijo predvsem v tropskih, manj pogosto v zmernih morjih. V Rusiji - 2 vrsti: Rhizostoma pulmo pogost v Črnem in Azovskem morju, Rhopilema asamushi najdemo v Japonskem morju.

Jet pobeg morske školjke pokrovače

Školjke pokrovače, običajno mirno ležijo na dnu, ko se jim približa njihov glavni sovražnik - čudovito počasen, a izjemno zahrbten plenilec - morska zvezda- močno stisnejo vrata svojega umivalnika in močno potisnejo vodo iz njega. Tako z uporabo princip reaktivnega pogona, se pojavijo in z nadaljnjim odpiranjem in zapiranjem lupine lahko preplavajo precejšnjo razdaljo. Če pokrovača iz nekega razloga nima časa, da bi pobegnila s svojim reaktivni let, Morska zvezda jo ovije z rokami, odpre lupino in jo poje...

pokrovača(Pecten), rod morskih nevretenčarjev iz razreda školjk (Bivalvia). Lupina pokrovače je zaobljena z ravnim zgibnim robom. Njegova površina je prekrita z radialnimi rebri, ki se razlikujejo od vrha. Lupinasti ventili so zaprti z eno močno mišico. Pecten maximus, Flexopecten glaber živijo v Črnem morju; v Japonskem in Ohotskem morju – Mizuhopecten yessoensis ( do 17 cm v premeru).

Rocker dragonfly larva jet pump

Temperament Ličinke rocker kačjih pastirjev, oz eshny(Aeshna sp.) ni nič manj plenilska kot njeni krilati sorodniki. Dve in včasih štiri leta živi v podvodnem kraljestvu, se plazi po skalnatem dnu, išče majhne vodne prebivalce, v svojo prehrano z veseljem vključuje dokaj velike paglavce in mladice. V trenutkih nevarnosti ličinka kačjega pastirja vzleti in s sunki odplava naprej, ki jo žene delo izjemnega jet črpalka. Vnos vode v zadnje črevo, nato pa jo ostro vrže ven, ličinka skoči naprej, ki jo poganja sila odboja. Tako z uporabo princip reaktivnega pogona, se ličinka skalnega kačjega pastirja s samozavestnimi sunki in sunki skriva pred grožnjo, ki jo preganja.

Reaktivni impulzi živčne "avtoceste" lignjev

V vseh zgoraj navedenih primerih (principi reaktivnega pogona meduz, pokrovač, ličink rocker kačjih pastirjev) so udarci in sunki med seboj ločeni s precejšnjimi časovnimi obdobji, zato visoka hitrost gibanja ni dosežena. Povečati hitrost gibanja, z drugimi besedami, število reaktivnih impulzov na enoto časa, potrebno povečana živčna prevodnost ki spodbuja krčenje mišic, servisiranje reaktivnega motorja. Tako velika prevodnost je mogoča z velikim premerom živca.

Znano je, da lignji so največji v živalskem svetu živčna vlakna . V povprečju dosežejo premer 1 mm – kar je 50-krat več kot pri večini sesalcev – in izvajajo vzbujanje s hitrostjo 25 m/s. In trimetrskega lignja dosidicus(živi ob obali Čila) debelina živcev je fantastično velika - 18 mm. Živci so debeli kot vrvi! Možganski signali – sprožilci kontrakcij – hitijo po živčni »avtocesti« lignjev s hitrostjo avtomobila – 90 km/h.

Po zaslugi lignjev so v začetku 20. stoletja raziskave vitalnih funkcij živčevja hitro napredovale. "In kdo ve, piše britanski naravoslovec Frank Lane, morda zdaj obstajajo ljudje, ki lignjem dolgujejo dejstvo, da so živčni sistem je v dobrem stanju..."

Hitrost in manevriranje lignjev je razloženo tudi z njegovo odličnostjo hidrodinamične oblikeživalsko telo, zakaj lignji in poimenovali so ga "živi torpedo".

Lignji(Teuthoidea), podred glavonožcev reda deseteronožcev. Velikost je običajno 0,25-0,5 m, nekatere vrste pa so največji nevretenčarji(lignji iz rodu Architeuthis dosežejo 18 m, vključno z dolžino lovk).
Telo lignjev je podolgovato, koničasto na hrbtu, v obliki torpeda, kar določa njihovo visoko hitrost gibanja kot v vodi ( do 70 km/h), in v zraku (lignji lahko skočijo iz vode v višino do 7 m).

Squid Jet Motor

Reaktivni pogon, ki se zdaj uporablja v torpedih, letalih, raketah in vesoljskih granatah, je prav tako značilen za glavonožci - hobotnice, sipe, lignji. Največji interes za tehnike in biofizike je reaktivni motor squid. Bodite pozorni, kako preprosto, s kakšno minimalno porabo materiala je narava rešila to zapleteno in še vedno neprekosljivo nalogo;-)

V bistvu ima lignji dva bistveno različna motorja ( riž. 1a). Pri počasnem premikanju uporablja veliko plavut v obliki diamanta, ki se občasno upogne v obliki tekočega vala vzdolž telesa telesa. Lignji za hitro izstrelitev uporabljajo reaktivni motor.. Osnova tega motorja je plašč - mišično tkivo. Obdaja telo mehkužca z vseh strani in predstavlja skoraj polovico volumna njegovega telesa in tvori nekakšen rezervoar - votlina plašča - "zgorevalna komora" žive rakete, v katerega se občasno vsesa voda. Plaščna votlina vsebuje škrge in notranji organi lignji ( riž. 1b).

Z metodo plavanja s curkomžival sesa vodo skozi široko odprto plaščno režo v plaščno votlino iz mejne plasti. Reža v plašču je tesno "pritrjena" s posebnimi "manšetnimi gumbi", potem ko je "zgorevalna komora" živega motorja napolnjena z morsko vodo. Vrzel v plašču se nahaja blizu sredine telesa lignja, kjer je najdebelejši. Sila, ki povzroča gibanje živali, nastane tako, da curek vode vrže skozi ozek lijak, ki se nahaja na trebušni površini lignja. Ta lijak ali sifon je »šoba« živega reaktivnega motorja.

"Šoba" motorja je opremljena s posebnim ventilom in mišice ga lahko obrnejo. S spreminjanjem kota namestitve lijakaste šobe ( riž. 1c), lignji enako dobro plavajo naprej in nazaj (če plavajo nazaj, je lijak razširjen vzdolž telesa, ventil pa je pritisnjen na njegovo steno in ne ovira vodnega toka, ki teče iz plaščne votline; ko lignji se morajo premakniti naprej, prosti konec lijaka se nekoliko podaljša in upogne v navpični ravnini, njegova odprtina se zruši in ventil zavzame ukrivljen položaj). Sunki curka in vsrkavanje vode v plaščno votlino si z neulovljivo hitrostjo sledijo eden za drugim, lignji pa drvijo kot raketa v modrini oceana.

Lignji in njegov reaktivni motor - slika 1

1a) lignji – živi torpedo; 1b) lignjevi reaktivni motor; 1c) položaj šobe in njenega ventila, ko se lignji premikajo naprej in nazaj.

Žival porabi delček sekunde, da zavzame vodo in jo potisne ven. S sesanjem vode v plaščno votlino v zadnjem delu telesa v obdobjih počasnega gibanja zaradi vztrajnosti lignji s tem izvajajo sesanje mejne plasti in s tem preprečujejo zastoj toka pri nestalnem režimu toka. S povečanjem deleža izpuščene vode in povečanjem krčenja plašča lignji zlahka povečajo svojo hitrost gibanja.

Squid jet motor je zelo ekonomičen, zahvaljujoč kateremu lahko doseže hitrost 70 km/h; nekateri raziskovalci menijo, da celo 150 km/h!

Inženirji so že ustvarili motor, podoben reaktivnemu motorju squid: To vodni top, ki deluje na običajen bencinski ali dizelski motor. zakaj reaktivni motor squidše vedno pritegne pozornost inženirjev in je predmet skrbnega raziskovanja biofizikov? Za delo pod vodo je priročno imeti napravo, ki deluje brez dostopa do atmosferskega zraka. Kreativno iskanje inženirjev je usmerjeno v ustvarjanje dizajna hidrojet motor, podobno zračni curek…

Na podlagi materialov iz čudovitih knjig:
"Biofizika pri pouku fizike" Cecilija Bunimovna Katz,
in "Primati morja" Igor Ivanovič Akimuškina

Kondakov Nikolaj Nikolajevič (1908–1999) – Sovjetski biolog, umetnik živali, kandidatka bioloških znanosti. Njegov glavni prispevek k biološki znanosti so bile njegove risbe različnih predstavnikov favne. Te ilustracije so bile vključene v številne publikacije, kot npr Velika sovjetska enciklopedija, Rdeča knjiga ZSSR, v živalskih atlasih in učnih pripomočkih.

Akimuškin Igor Ivanovič (01.05.1929–01.01.1993) – Sovjetski biolog, pisatelj in popularizator biologije, avtor poljudnoznanstvenih knjig o življenju živali. Dobitnik nagrade Vsezveznega društva "Znanje". Član Zveze pisateljev ZSSR. Najbolj znana publikacija Igorja Akimuškina je knjiga v šestih zvezkih "Živalski svet".

Materiali v tem članku bodo koristni ne samo za uporabo pri pouku fizike in biologija, ampak tudi v obšolskih dejavnostih.
Biofizični material je izjemno koristen za mobilizacijo pozornosti študentov, za spreminjanje abstraktnih formulacij v nekaj konkretnega in bližnjega, ki vpliva ne le na intelektualno, ampak tudi na čustveno sfero.

Literatura:
§ Katz Ts.B. Biofizika pri pouku fizike

§ § Akimuškin I.I. Primati morja
Moskva: Založba Mysl, 1974
§ Tarasov L.V. Fizika v naravi
Moskva: Založba Prosveshchenie, 1988

Jet gibanje v naravi."

Izpolnil študent:

10 "A" razred

Kaklyugina Ekaterina.

Reaktivni pogon- gibanje, ki nastane, ko se katerikoli del loči od telesa z določeno hitrostjo.

Marsikdo izmed nas se je v življenju med plavanjem v morju srečal z meduzami. Vsekakor jih je v Črnem morju dovolj. Malokdo pa je pomislil, da meduze za premikanje uporabljajo tudi reaktivni pogon. Poleg tega se tako premikajo ličinke kačjih pastirjev in nekatere vrste morskega planktona. In pogosto je učinkovitost morskih nevretenčarjev pri uporabi reaktivnega pogona veliko večja kot pri tehnoloških izumih.

Reaktivni pogon uporabljajo številni mehkužci - hobotnice, lignji, sipe. Na primer, mehkužec morske pokrovače se premika naprej zaradi reaktivne sile toka vode, ki se vrže iz lupine med ostrim stiskanjem njegovih ventilov.

Sipa se, tako kot večina glavonožcev, premika v vodi na naslednji način. Skozi stransko režo in poseben lijak pred telesom sprejme vodo v škržno votlino, nato pa skozi lijak energično vrže ven curek vode. Sipa usmeri cev lijaka na stran ali nazaj in se lahko, ko hitro iztisne vodo iz nje, premika v različnih smereh.

Jet gibanje najdemo tudi v rastlinskem svetu. Na primer, zreli plodovi "nore kumare" se z najmanjšim dotikom odbijejo od peclja in iz nastale luknje se močno vrže lepljiva tekočina s semeni. Kumara sama odleti v nasprotni smeri do 12 m.

Če poznate zakon o ohranitvi gibalne količine, lahko spremenite svojo hitrost gibanja v odprtem prostoru. Če ste v čolnu in imate več težkih kamnov, vas bo metanje kamnov v določeno smer premaknilo v nasprotno smer. Enako se bo zgodilo v vesolje, vendar za to uporabljajo reaktivne motorje.

Vsi vedo, da strel iz pištole spremlja odboj. Če bi bila teža naboja enaka teži pištole, bi z enako hitrostjo odleteli narazen. Odboj se pojavi, ker izpuščena masa plinov ustvari reaktivno silo, zahvaljujoč kateri je mogoče zagotoviti gibanje tako v zračnem kot v brezzračnem prostoru. In večja ko je masa in hitrost tekočih plinov, tem velika moč Odboj občutimo na naši rami, močnejša ko je reakcija pištole, večja je reaktivna sila.

Uporaba reaktivnega pogona v tehnologiji.

Dolga stoletja je človeštvo sanjalo o vesoljskih poletih. Največ so ponudili pisci znanstvene fantastike drugačna sredstva za dosego tega cilja. V 17. stoletju se je pojavila zgodba francoskega pisatelja Cyrana de Bergeraca o poletu na Luno. Junak te zgodbe je dosegel Luno v železnem vozičku, čez katerega je ves čas metal močan magnet. Ko ga je pritegnil, se je voziček dvigal vse višje in višje nad Zemljo, dokler ni dosegel Lune. In baron Munchausen je rekel, da se je na luno povzpel po steblu fižola.

Kitajska je ob koncu prvega tisočletja našega štetja izumila reaktivni pogon, ki je poganjal rakete – bambusove cevi, napolnjene s smodnikom, uporabljali so jih tudi za zabavo. Eden prvih avtomobilskih projektov je bil tudi z reaktivnim motorjem in ta projekt je pripadal Newtonu

Avtor prvega svetovnega projekta reaktivnega letala, namenjenega človeškemu letenju, je bil ruski revolucionar N.I. Kibalčič. Usmrčen je bil 3. aprila 1881 zaradi sodelovanja pri poskusu atentata na cesarja Aleksandra II. Svoj projekt je razvil v zaporu, potem ko je bil obsojen na smrt. Kibalchich je zapisal: »V zaporu, nekaj dni pred smrtjo, pišem ta projekt. Verjamem v izvedljivost svoje zamisli in ta vera me podpira v moji strašni situaciji ... Mirno se bom soočil s smrtjo, vedoč, da moja ideja ne bo umrla z menoj.« Zamisel o uporabi raket za vesoljske polete je v začetku tega stoletja predlagal ruski znanstvenik Konstantin Eduardovič Ciolkovski. Leta 1903 se je v tisku pojavil članek učitelja gimnazije Kaluga K.E. Tsiolkovsky "Raziskovanje svetovnih prostorov z uporabo reaktivnih instrumentov." To delo je vsebovalo najpomembnejšo matematično enačbo za astronavtiko, zdaj znano kot »formula Ciolkovskega«, ki je opisovala gibanje telesa s spremenljivo maso. Kasneje je razvil zasnovo raketnega motorja na tekoče gorivo, predlagal večstopenjsko zasnovo rakete in izrazil idejo o možnosti ustvarjanja celih vesoljskih mest v nizki zemeljski orbiti. Pokazal je, da je edina naprava, ki je sposobna premagati gravitacijo, raketa, tj. naprava z reaktivnim motorjem, ki uporablja gorivo in oksidant, ki se nahaja na sami napravi.

Diapozitiv 2

Uporaba reaktivnega pogona v naravi

Marsikdo izmed nas se je v življenju med plavanjem v morju srečal z meduzami. Malokdo pa je pomislil, da meduze za premikanje uporabljajo tudi reaktivni pogon. In pogosto je učinkovitost morskih nevretenčarjev pri uporabi reaktivnega pogona veliko večja kot pri tehnoloških izumih.

Diapozitiv 3

Reaktivni pogon uporabljajo številni mehkužci - hobotnice, lignji, sipe.

Diapozitiv 4

Sipe

Sipe se, tako kot večina glavonožcev, v vodi premikajo na naslednji način. Skozi stransko režo in poseben lijak pred telesom sprejme vodo v škržno votlino, nato pa skozi lijak energično vrže ven curek vode. Sipa usmeri cev lijaka na stran ali nazaj in se lahko, ko hitro iztisne vodo iz nje, premika v različnih smereh.

Diapozitiv 5

Lignji

Lignji so dosegli najvišjo popolnost v reaktivni navigaciji. Tudi njihovo telo s svojimi zunanjimi oblikami posnema raketo (ali bolje rečeno, raketa posnema lignje, saj ima pri tem nesporno prednost)

Diapozitiv 6

Lignji so največji nevretenčarji, prebivalci oceanskih globin. Giblje se po principu reaktivnega pogona, vpija vodo in nato ogromna moč potiska skozi posebno luknjo - "lijak", in se pri visoki hitrosti (približno 70 km/h) s suni premika nazaj. Hkrati se vseh deset lovk lignja zbere v vozel nad glavo in dobi pretočno obliko.

Diapozitiv 7

Leteči lignji

To je majhna žival velikosti sleda. Ribe lovi s tako hitrostjo, da pogosto skoči iz vode in se kot puščica spušča po njeni gladini. Ko v vodi razvije največji potisk curka, se lignji pilot dvigne v zrak in leti nad valovi več kot petdeset metrov. Vrhunec poleta žive rakete je tako visoko nad vodo, da leteči lignji pogosto končajo na palubah oceanskih ladij. Štiri do pet metrov ni rekordna višina, do katere se lignji dvigajo v nebo. Včasih poletijo še višje.

Diapozitiv 8

Hobotnica

Hobotnice lahko tudi letijo. Francoski naravoslovec Jean Verani je videl, kako se je navadna hobotnica pospešila v akvariju in nenadoma skočila iz vode nazaj. Ko je v zraku opisal približno pet metrov dolg lok, je skočil nazaj v akvarij. Ko je pospešila skok, se je hobotnica premaknila ne le zaradi potiska curka, ampak je tudi veslala s svojimi lovkami.

Zakon o ohranitvi gibalne količine je zelo pomemben pri obravnavanju gibanja curka.
Spodaj reaktivni pogon razumeti gibanje telesa, ki nastane, ko se njegov del loči z določeno hitrostjo glede nanj, na primer, ko produkti izgorevanja iztečejo iz šobe reaktivnega letala. V tem primeru je t.i Reaktivna sila potiskanje telesa.
Posebnost reaktivne sile je, da nastane kot posledica interakcije med deli samega sistema brez kakršne koli interakcije z zunanjimi telesi.
Medtem ko sila, ki daje pospešek, na primer pešcu, ladji ali letalu, nastane le zaradi interakcije teh teles s tlemi, vodo ali zrakom.

Tako lahko gibanje telesa dobimo kot rezultat toka toka tekočine ali plina.

Jet gibanje v naravi inherentno predvsem živim organizmom, ki živijo v vodnem okolju.

V tehnologiji se uporablja reaktivni pogon rečni promet(reaktivni motorji), v avtomobilski industriji (dirkalni avtomobili), v vojaških zadevah, v letalstvu in astronavtiki.
Vsa sodobna letala za visoke hitrosti so opremljena z reaktivnimi motorji, saj... sposobni so zagotoviti zahtevano hitrost letenja.
V vesolju je nemogoče uporabljati druge motorje razen reaktivnih, saj tam ni podpore, iz katere bi lahko dosegli pospešek.

Zgodovina razvoja reaktivne tehnike

Ustvarjalec ruske bojne rakete je bil topniški znanstvenik K.I. Konstantinov. S težo 80 kg je doseg rakete Konstantinov dosegel 4 km.

Zamisel o uporabi reaktivnega pogona v letalu, projekt reaktivne aeronavtične naprave, je leta 1881 predstavil N.I. Kibalčič.

Leta 1903 je slavni fizik K.E. Tsiolkovsky je dokazal možnost letenja v medplanetarnem prostoru in razvil načrt za prvi raketoplan z motorjem na tekoče gorivo.

K.E. Tsiolkovsky je zasnoval vesoljski raketni vlak, sestavljen iz več raket, ki delujejo izmenično in odpadejo, ko se porabi gorivo.

Načela reaktivnih motorjev

Osnova vsakega reaktivnega motorja je zgorevalna komora, v kateri pri zgorevanju goriva nastajajo plini, ki imajo zelo visoka temperatura in izvaja pritisk na stene komore. Plini uhajajo iz ozke raketne šobe z veliko hitrostjo in ustvarjajo reaktivni potisk. V skladu z zakonom o ohranitvi gibalne količine raketa pridobiva hitrost v nasprotni smeri.

Gibalna količina sistema (produkti zgorevanja rakete) ostane enaka nič. Ker se masa rakete zmanjša, se bo tudi pri konstantnem pretoku plina njena hitrost povečala in postopoma dosegla največjo vrednost.
Gibanje rakete je primer gibanja telesa s spremenljivo maso. Za izračun njegove hitrosti se uporablja zakon o ohranitvi gibalne količine.

Reaktivne motorje delimo na raketne motorje in motorje z dihanjem zraka.

Raketni motorji Na voljo s trdim ali tekočim gorivom.
Pri raketnih motorjih na trdo gorivo se gorivo, ki vsebuje gorivo in oksidant, potisne v zgorevalno komoro motorja.
IN tekočinski reaktivni motorji Zasnovana za izstrelitev vesoljskih plovil, sta gorivo in oksidant shranjena ločeno v posebnih rezervoarjih in dovedena v zgorevalno komoro s pomočjo črpalk. Kot gorivo lahko uporabljajo kerozin, bencin, alkohol, tekoči vodik ipd., kot oksidacijsko sredstvo, potrebno za gorenje, pa tekoči kisik, dušikovo kislino ipd.

Sodobna tristopenjska vesoljske rakete se izstrelijo navpično in po prehodu skozi goste plasti atmosfere preidejo na let v določeni smeri. Vsaka raketna stopnja ima svoj rezervoar za gorivo in rezervoar za oksidant ter svoj reaktivni motor. Ko gorivo zgori, se izrabljene raketne stopnje zavržejo.

Reaktivni motorji trenutno se uporablja predvsem v letalih. Njihova glavna razlika od raketnih motorjev je, da je oksidant za zgorevanje goriva kisik iz zraka, ki vstopa v motor iz ozračja.
Motorji z vdihavanjem zraka vključujejo turbokompresorske motorje z aksialnim in centrifugalnim kompresorjem.
Zrak v takih motorjih sesa in stisne kompresor, ki ga poganja plinska turbina. Plini, ki zapuščajo zgorevalno komoro, ustvarjajo reaktivni potisk in vrtijo rotor turbine.

Pri zelo visokih hitrostih letenja je mogoče doseči stiskanje plinov v zgorevalni komori zaradi prihajajočega prihajajočega zračnega toka. Ni potrebe po kompresorju.

Ta gramofon lahko imenujemo prva parna turbina na svetu.

Kitajska raketa

Še prej, mnogo let pred Heronom iz Aleksandrije, je izumila tudi Kitajska reaktivni motor nekoliko drugačna naprava, ki se zdaj imenuje raketa za ognjemet. Raket za ognjemete ne smemo zamenjevati z njihovimi soimenjaki - signalnimi raketami, ki jih uporabljajo v vojski in mornarici, izstreljujejo pa jih tudi ob državnih praznikih ob grmenju topniškega ognjemeta. Rakete so preprosto krogle, stisnjene iz snovi, ki gori z barvnim plamenom. Streljajo se iz velikokalibrskih pištol – raketometov.

Rakele so naboji, stisnjeni iz snovi, ki gori z barvnim plamenom.

Kitajska raketa Je kartonska ali kovinska cev, zaprta na enem koncu in napolnjena s praškasto sestavo. Ko se ta zmes vžge, tok plinov, ki z veliko hitrostjo uhaja iz odprtega konca cevi, povzroči, da raketa poleti v smeri, ki je nasprotna smeri toka plina. Takšna raketa lahko vzleti brez pomoči raketometra. Palica, privezana na telo rakete, naredi let bolj stabilen in raven.

Ognjemet s kitajskimi raketami

Morski prebivalci

V živalskem svetu:

Tukaj najdemo tudi reaktivni pogon. Sipe, hobotnice in nekateri drugi glavonožci nimajo ne plavuti ne močnega repa, a plavajo nič slabše od drugih morski prebivalci. Ta bitja z mehkim telesom imajo v svojem telesu dokaj prostorno vrečko ali votlino. Voda se potegne v votlino, nato pa žival to vodo z veliko silo potisne ven. Reakcija izpuščene vode povzroči, da žival plava v smeri, nasprotni smeri toka.

Hobotnica je morsko bitje, ki uporablja reaktivni pogon

Padajoča mačka

Ampak najbolj zanimiv način gibe je demonstriral navaden mačka.

Pred približno sto petdesetimi leti je slavni francoski fizik Marcel Depres izjavil:

Ampak veste, Newtonovi zakoni ne držijo povsem. Telo se lahko premika s pomočjo notranje sile, ne zanašajoč se na nič in ne izhajajoč iz ničesar.

Kje so dokazi, kje so primeri? - so protestirali poslušalci.

Želite dokaz? Prosim. Mačka, ki po nesreči pade s strehe, je dokaz! Ne glede na to, kako mačka pade, tudi z glavo navzdol, bo zagotovo stala na tleh z vsemi štirimi tačkami. Toda padajoča mačka se ne zanaša na nič in se ne odriva od ničesar, ampak se hitro in spretno obrne. (Zračni upor lahko zanemarimo - je premajhen.)

Dejansko vsi to vedo: mačke, padanje; se vedno znova postavijo na noge.

Mačke to počnejo nagonsko, ljudje pa lahko enako počnemo zavestno. Plavalci, ki skočijo s ploščadi v vodo, znajo izvesti zapleteno figuro - trojni salto, to je, da se trikrat obrnejo v zraku, nato pa se nenadoma zravnajo, ustavijo vrtenje telesa in se potopijo v vodo v ravna črta.

Enaki gibi - brez interakcije z nobenim tuj predmet, slučajno opazimo v cirkusu med nastopom akrobatov – telovadcev na trapezu.

Nastop akrobatov – zračnih gimnastičarjev

Padajočo mačko so fotografirali s filmsko kamero in nato na platnu sličico za sličico opazovali, kaj mačka počne, ko leti po zraku. Izkazalo se je, da je mačka hitro zavrtela tačko. Vrtenje šape povzroči odzivno gibanje celotnega telesa, ki se obrne v nasprotno smer od gibanja šape. Vse se zgodi v strogem skladu z Newtonovimi zakoni in zahvaljujoč njim se mačka postavi na noge.

Enako se zgodi v vseh primerih, ko živo bitje, brez kakršnih koli očiten razlog spremeni svoje gibanje v zraku.

Vodni čoln

Izumitelji so imeli idejo, zakaj ne bi njihove metode plavanja prevzeli iz sip. Odločili, da bodo zgradili ladjo na lastni pogon z reaktivni motor. Ideja je vsekakor uresničljiva. Res je, da ni bilo zaupanja v uspeh: izumitelji so dvomili, ali se bo kaj takega izkazalo vodni čoln boljši od navadnega vijaka. Treba je bilo narediti poskus.

Jet boat - plovilo na lastni pogon z reaktivnim motorjem

Izbrali so star vlačilec parnik, mu popravili trup, odstranili propelerje in v strojnico namestili vodno črpalko. Ta črpalka je črpala morsko vodo in jo skozi cev z močnim curkom potiskala za krmo. Parnik je lebdel, vendar se je še vedno gibal počasneje od vijačnega parnika. In to je razloženo preprosto: navaden propeler se vrti za krmo, neovirano, okoli njega pa je samo voda; Vodo v vodni črpalki je poganjal skoraj popolnoma enak vijak, ki pa se ni več vrtel na vodi, temveč v tesni cevi. Prišlo je do trenja vodnega curka ob stene. Trenje je oslabilo pritisk curka. Parnik na vodni pogon je plul počasneje od vijačnega in porabil več goriva.

Vendar niso opustili gradnje takšnih parnikov: imeli so pomembne prednosti. Čoln, opremljen s propelerjem, mora sedeti globoko v vodi, sicer bo propeler neuporabno penil vodo ali se vrtel v zraku. Zato se vijačni parniki bojijo plitvine in valov, v plitvi vodi ne morejo pluti. In vodni parniki so lahko izdelani s plitvim ugrezom in ravnim dnom: ne potrebujejo globine - kamor gre čoln, gre tudi vodni parnik.

Prvi vodni čolni v Sovjetski zvezi so bili zgrajeni leta 1953 v ladjedelnici Krasnoyarsk. Zasnovani so za majhne reke, kjer običajni parniki ne morejo pluti.

Inženirji, izumitelji in znanstveniki so reaktivni pogon začeli še posebej pridno proučevati, ko strelno orožje. Prvo orožje - vse vrste pištol, mušket in samohodnih pušk - ob vsakem strelu močno zadene človeka v ramo. Po več deset strelih je rama začela tako boleti, da vojak ni mogel več meriti. Prvi topovi - piskri, samorogi, kulverini in bombardi - so ob strelu odskočili nazaj, tako da se je dogajalo, da so topničarji-topničarji ostali hromi, če se niso imeli časa izmikati in skakati vstran.

Odsun puške je motil natančno streljanje, ker je puška zdrsnila, preden je topovska krogla ali granata zapustila cev. To je izničilo vodstvo. Streljanje se je izkazalo za brezciljno.

Streljanje s strelnim orožjem

Inženirji orožja so se proti odsunu začeli boriti pred več kot štiristo petdesetimi leti. Najprej je bil voziček opremljen z lemežem, ki se je zaletel v tla in služil kot močna podpora za pištolo. Potem so mislili, da če bo puška pravilno podprta od zadaj, da se ne bo imela kam odkotaliti, bo odsun izginil. Ampak to je bila napaka. Zakon o ohranitvi gibalne količine ni bil upoštevan. Puške so zlomile vse nosilce, vagoni pa so postali tako ohlapni, da je pištola postala neprimerna za bojno delo. Tedaj so izumitelji spoznali, da zakonov gibanja, tako kot vseh naravnih zakonov, ni mogoče predelati po svoje, temveč jih je mogoče le »prelisičiti« s pomočjo znanosti - mehanike.

Pri lafetu so pustili razmeroma majhen odpirač za oporo, topovsko cev pa so postavili na »sani«, tako da se je odkotalila le ena cev in ne cela puška. Cev je bila povezana z batom kompresorja, ki se v svojem cilindru giblje enako kot bat parnega stroja. Toda v cilindru parnega stroja je para, v kompresorju pištole pa olje in vzmet (ali stisnjen zrak).

Ko se cev pištole vrne nazaj, bat stisne vzmet. V tem času se olje potiska skozi majhne luknje v batu na drugi strani bata. Pojavi se močno trenje, ki delno absorbira gibanje kotalečega soda, zaradi česar je počasnejše in bolj gladko. Nato se stisnjena vzmet zravna in vrne bat in z njim cev pištole na prvotno mesto. Olje pritisne na ventil, ga odpre in prosto teče nazaj pod bat. Med hitrim streljanjem se cev pištole skoraj neprekinjeno premika naprej in nazaj.

V kompresorju pištole se odboj absorbira s trenjem.

Gobna zavora

Ko sta se moč in domet pušk povečala, kompresor ni bil dovolj za nevtralizacijo odsuna. Izumili so ga, da bi mu pomagali gobna zavora.

Gobna zavora je le kratka jeklena cev, nameščena na koncu cevi in ​​služi kot njeno nadaljevanje. Njegov premer je večji od premera cevi in ​​zato nikakor ne ovira izstrelka pri izletu iz cevi. Po obodu sten cevi je izrezanih več podolgovatih lukenj.

Gobna zavora - zmanjša odboj strelnega orožja

Smodniški plini, ki letijo iz cevi pištole po izstrelku, se takoj razmaknejo na stranice in nekateri od njih padejo v luknje gobne zavore. Ti plini z veliko silo zadenejo stene lukenj, se odbijejo od njih in letijo ven, vendar ne naprej, ampak rahlo nagnjeno in nazaj. Ob tem pritiskajo naprej na stene in jih potiskajo, z njimi pa tudi celotno cev pištole. Pomagajo nadzorniku požara, ker ponavadi povzročijo, da se cev premakne naprej. In ko sta bila v cevi, sta potisnila pištolo nazaj. Gobna zavora bistveno zmanjša in ublaži odboj.

Drugi izumitelji so ubrali drugačno pot. Namesto boja reaktivno gibanje cevi in jo poskušali pogasiti, so se odločili, da bodo za dober učinek uporabili povratni mehanizem pištole. Ti izumitelji so ustvarili številne vrste avtomatskega orožja: puške, pištole, mitraljeze in topove, pri katerih odsun služi za izmet izrabljene tulce in ponovno polnjenje orožja.

Raketno topništvo

Sploh se vam ni treba boriti proti odsunu, ampak ga uporabite: navsezadnje sta akcija in reakcija (odsun) enakovredna, enaka po pravici, enaka po velikosti, zato naj reaktivno delovanje prašnih plinov, namesto da potisne cev puške nazaj, pošlje projektil naprej proti cilju. Tako je nastal raketno topništvo. V njem curek plinov ne udari naprej, ampak nazaj, kar povzroči reakcijo, usmerjeno naprej v izstrelku.

Za raketna pištola drag in težak sod se izkaže za nepotrebnega. Usmerjanje leta izstrelka je cenejše, enostavnejše železna cev. Lahko sploh brez cevi in ​​naredite, da projektil drsi po dveh kovinskih letvicah.

Po svoji zasnovi je raketni projektil podoben raketi za ognjemet, le večji je. V njenem glavnem delu je namesto kompozicije za barvno iskrico nameščen eksplozivni naboj velike rušilne moči. Sredina izstrelka je napolnjena s smodnikom, ki ob zgorevanju ustvari močan tok vročih plinov, ki izstrelek potiska naprej. V tem primeru lahko zgorevanje smodnika traja precejšen del časa leta in ne samo kratek čas, ko navaden izstrelek napreduje v cevi navadne puške. Strel ne spremlja tako glasen zvok.

Raketno topništvo ni nič mlajše od navadnega topništva in morda celo starejše od njega: o bojna uporaba o raketah poročajo stare kitajske in arabske knjige, napisane pred več kot tisoč leti.

V opisih bitk kasnejših časov ne, ne, in tam bodo omenjeni bojni izstrelki. Ko so britanske čete osvojile Indijo, so indijski raketni bojevniki s svojimi ognjenimi puščicami prestrašili britanske zavojevalce, ki so zasužnjili njihovo domovino. Za Britance je bilo takrat reaktivno orožje novost.

Raketne granate, ki jih je izumil general K. I. Konstantinov, so pogumni branilci Sevastopola v letih 1854-1855 odbili napade anglo-francoskih čet.

Raketa

Ogromna prednost pred običajnim topništvom - ni bilo treba nositi težkega orožja - je pritegnila pozornost vojaških voditeljev na raketno topništvo. Toda enako velika pomanjkljivost je preprečila njegovo izboljšanje.

Dejstvo je, da je bil pogonski naboj ali, kot so nekoč rekli, naboj sile, lahko izdelan le iz črnega smodnika. In črni prah je nevaren za rokovanje. Zgodilo se je, da med proizvodnjo rakete pogonsko gorivo je eksplodiralo in delavci so umrli. Včasih je raketa eksplodirala ob izstrelitvi in ​​ubila strelce. Izdelava in uporaba takega orožja je bila nevarna. Zato se ni razširil.

Delo, ki se je uspešno začelo, pa ni privedlo do izdelave medplanetarnega vesoljskega plovila. Nemški fašisti so pripravili in sprožili krvavo svetovno vojno.

Izstrelek

Pomanjkljivosti pri izdelavi raket so odpravili sovjetski konstruktorji in izumitelji. Med Velikim domovinska vojna naši vojski so dali odlično raketno orožje. Zgrajeni so bili gardijski minometi - izumljeni so bili "Katyusha" in RS ("eres") - rakete.

Izstrelek

Po kakovosti je sovjetska raketna artilerija presegla vse tuje modele in sovražnikom povzročila ogromno škode.

Z obrambo domovine so bili sovjetski ljudje prisiljeni vse dosežke raketne tehnologije postaviti v obrambno službo.

V fašističnih državah so številni znanstveniki in inženirji že pred vojno intenzivno razvijali projekte za nečloveška orožja za uničevanje in množično pobijanje. To so smatrali za namen znanosti.

Samovozeče letalo

Med vojno so jih Hitlerjevi inženirji zgradili več sto samovozeče letalo: projektili V-1 in rakete V-2. Šlo je za školjke v obliki cigare, dolge 14 metrov in premera 165 centimetrov. Smrtonosna cigara je tehtala 12 ton; od tega 9 ton goriva, 2 toni ohišij in 1 tona razstreliva. "V-2" je letel s hitrostjo do 5500 kilometrov na uro in se je lahko dvignil na višino 170-180 kilometrov.

Ta sredstva uničenja se niso razlikovala po natančnosti zadetkov in so bila primerna le za streljanje na tako velike cilje, kot so velika in gosto poseljena mesta. Nemški fašisti so proizvajali V-2 200-300 kilometrov od Londona v prepričanju, da je mesto veliko - nekam bo zadel!

Malo verjetno je, da bi si Newton lahko predstavljal, da bodo njegova duhovita izkušnja in zakoni gibanja, ki jih je odkril, tvorili osnovo za orožje, ki ga je ustvarila živalska jeza do ljudi, celi bloki Londona pa se bodo spremenili v ruševine in postali grobovi ljudi, ki jih je ujela racija slepih “FAU”.

Vesoljska ladja

Dolga stoletja so ljudje gojili sanje o letenju v medplanetarnem prostoru, o obisku Lune, skrivnostnega Marsa in oblačne Venere. Na to temo je bilo napisanih veliko znanstvenofantastičnih romanov, novel in kratkih zgodb. Pisatelji so svoje junake v nebo pošiljali na dresiranih labodih, baloni, v topovske granate ali na kakšen drug neverjeten način. Vse te metode letenja pa so temeljile na izumih, ki niso imeli podpore v znanosti. Ljudje so le verjeli, da bodo nekoč lahko zapustili naš planet, niso pa vedeli, kako jim bo to uspelo.

Čudovit znanstvenik Konstantin Eduardovič Ciolkovski leta 1903 prvič dal znanstveno osnovo ideji o potovanju v vesolje. Dokazal je, da ljudje lahko odidejo Zemlja in vozilo za to bo služila raketa, saj je raketa edini motor, ki za svoje gibanje ne potrebuje zunanje podpore. Zato raketa sposobni leteti v brezzračnem prostoru.

Znanstvenik Konstantin Eduardovič Ciolkovski je dokazal, da lahko ljudje zapustijo svet z raketo

Glede na vašo napravo vesoljska ladja naj bi bila podobna raketi, le v njeni glavi bo kabina za potnike in instrumente, preostali prostor pa bosta zasedla zaloga gorljive zmesi in motor.

Za zagotovitev zahtevane hitrosti ladje je potrebno pravo gorivo. Smodnik in drugi eksplozivi nikakor niso primerni: oboje je nevarno in gorijo prehitro ter ne zagotavljajo dolgotrajnega gibanja. K. E. Tsiolkovsky je priporočal uporabo tekočega goriva: alkohola, bencina ali utekočinjenega vodika, ki gori v toku. čisti kisik ali kakšno drugo oksidacijsko sredstvo. Vsi so prepoznali pravilnost tega nasveta, saj najboljšega goriva takrat še niso poznali.

Prvo raketo na tekoče gorivo, težko šestnajst kilogramov, so preizkusili v Nemčiji 10. aprila 1929. Eksperimentalna raketa je vzletela v zrak in izginila iz vidnega polja, preden so izumitelj in vsi prisotni uspeli izslediti, kam je poletela. Po poskusu rakete ni bilo mogoče najti. Naslednjič se je izumitelj odločil raketo "prelisičiti" in je nanjo privezal štiri kilometre dolgo vrv. Raketa je vzletela in za seboj vlekla svoj vrvni rep. Izvlekla je dva kilometra vrvi, jo pretrgala in sledila svoji predhodnici v neznani smeri. In tudi tega ubežnika ni bilo mogoče najti.