خانه » متفرقه

فرمول نیروی کشش موتور جت

    نیروی واکنشی- رانش موتور را ببینید. هوانوردی: دایره المعارف. M.: دایره المعارف بزرگ روسیه. سردبیر G.P. سویشچف 1994 ... دایره المعارف فناوری

    نیروی واکنشی- - [Ya.N.Luginsky، M.S.Fezi Zhilinskaya، Yu.S.Kabirov. فرهنگ لغت انگلیسی-روسی مهندسی برق و مهندسی قدرت، مسکو، 1999] موضوعات مهندسی برق، مفاهیم اساسی EN نیروی واکنش ...

    نیروی واکنشی- atoveikio jėga statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Veikiamojo kūno atsakomojo poveikio jėga، nukreipta į veikiantįjį kūną. atitikmenys: انگلیسی. نیروی اقدام متقابل؛ نیروی واکنشی vok. Gegenwirkungskraft، f; Rückstosskraft… Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

    نیروی واکنشی- رانش جت، نیروی رانش موتور جت (رجوع کنید به موتور جت). رانش جت را ببینید...

    نیروی واکنش موتور رانش را ببینید ... دایره المعارف "هوانوردی"

    نیروی واکنشی موتور موشک (محفظه های LPRE)- نیروی واکنشی موتور (محفظه) حاصل از نیروهای گاز و هیدرودینامیکی که بر روی سطوح داخلی موتور موشک پیشران مایع (محفظه موتور موشک مایع) در هنگام خروج محصولات احتراق وارد می شود [GOST 17655 89] موضوعات موتورهای موشک مایع مترادف واکنش ...... راهنمای مترجم فنی

    رانش جت- (نیروی واکنشی) نیروی واکنش (پس زدن) جت ایجاد شده در نتیجه خروج گازها (یا سایر سیالات کاری) از نازل موتور جت. جت تراست مستقیماً روی بدنه موتور موشک و بدون هیچ گونه... ... دیکشنری دریایی اعمال می شود

    جت تراست- (نیروی واکنشی) نیروی واکنش (پس زدن) یک جت سیال عامل (مثلاً گاز) که از نازل موتور جت جریان می یابد و دستگاه را با موتور در جهت مخالف جهت خروجی کار هدایت می کند. مایع... فرهنگ لغت دایره المعارفی بزرگ

    جت تراست- (نیروی واکنشی) نیروی واکنش (پس زدن) جت سیال کاری که از نازل موتور جت جاری می شود (نگاه کنید به) موتور و دستگاه مربوطه را در جهت مخالف جهت جریان جت به حرکت در می آورد. اصل...... دایره المعارف بزرگ پلی تکنیک

    رانش جت- نیروی واکنشی، نیروی واکنش (پس زدن) یک جت گاز (یا سیال کاری دیگر (به سیال کاری مراجعه کنید)) که از نازل یک موتور جت جاری می شود (به موتور جت مراجعه کنید). R.t حاصل نیروهای فشار سیال عامل بر آنهایی است که آن را محدود می کنند. دایره المعارف بزرگ شوروی

قانون دوم نیوتن \(~m \vec a = \vec F\) را می توان به شکل دیگری نوشت که توسط خود نیوتن در کار اصلی خود "اصول ریاضی فلسفه طبیعی" ارائه شده است.

اگر جسمی (نقطه مادی) تحت تأثیر قرار گیرد نیروی ثابت، سپس شتاب نیز ثابت است

\(~\vec a = \frac(\vec \upsilon_2 - \vec \upsilon_1)(\Delta t)\) ,

که در آن \(~\vec \upsilon_1\) و \(~\vec \upsilon_2\) مقادیر اولیه و نهایی سرعت بدن هستند.

با جایگزینی این مقدار شتاب با قانون دوم نیوتن، دریافت می کنیم:

\(~\frac(m \cdot (\vec \upsilon_2 - \vec \upsilon_1))(\Delta t) = \vec F\) یا \(~m \vec \upsilon_2 - m \vec \upsilon_1 = \vec F \Delta t\) . (1)

یک کمیت فیزیکی جدید در این معادله ظاهر می شود - تکانه نقطه مادی.

انگیزه موادنقاط مقداری برابر با حاصلضرب جرم یک نقطه و سرعت آن نام می‌برند.

بیایید تکانه (که گاهی اوقات به آن تکانه نیز گفته می شود) با حرف \(~\vec p\) نشان دهیم. سپس

\(~\vec p = m \vec \upsilon\) . (2)

از فرمول (2) مشخص می شود که تکانه یک کمیت برداری است. زیرا متر> 0، سپس تکانه همان جهت سرعت دارد.

واحد تکانه نام خاصی ندارد. نام آن از تعریف این کمیت به دست آمده است:

[پ] = [متر] · [ υ ] = 1 کیلوگرم · 1 متر بر ثانیه = 1 کیلوگرم متر بر ثانیه.

شکل دیگری از نوشتن قانون دوم نیوتن

اجازه دهید با \(~\vec p_1 = m \vec \upsilon_1\) تکانه نقطه مادی را در لحظه اولیه بازه Δ نشان دهیم. تی، و از طریق \(~\vec p_2 = m \vec \upsilon_2\) - ضربه در لحظه پایانی این بازه. سپس \(~\vec p_2 - \vec p_1 = \Delta \vec p\) برابر است تغییر در حرکتدر زمان Δ تی. حال معادله (1) را می توان به صورت زیر نوشت:

\(~\Delta \vec p = \vec F \Delta t\) . (3)

از آنجایی که Δ تی> 0، سپس جهت بردارهای \(~\Delta \vec p\) و \(~\vec F\) مطابقت دارند.

طبق فرمول (3)

تغییر در تکانه نقطه مادی متناسب با نیروی وارد شده به آن است و جهت نیروی یکسان است.

این دقیقاً همان روشی است که برای اولین بار فرموله شد قانون دوم نیوتن.

حاصل ضرب یک نیرو و مدت اثر آن را می گویند تکانه نیرو. ضربه \(~m \vec \upsilon\) یک نقطه مادی و ضربه نیرو \(\vec F \Delta t\) را اشتباه نگیرید. اینها مفاهیم کاملاً متفاوتی هستند.

معادله (3) نشان می دهد که تغییرات یکسان در تکانه یک نقطه مادی را می توان در نتیجه عمل یک نیروی بزرگ در یک بازه زمانی کوچک یا یک نیروی کوچک در یک بازه زمانی بزرگ به دست آورد. هنگامی که از ارتفاع معینی می پرید، بدن شما به دلیل اعمال نیرو از زمین یا زمین متوقف می شود. هر چه مدت زمان برخورد کوتاهتر باشد، نیروی ترمز بیشتر است. برای کاهش این نیرو، ترمزگیری باید به تدریج انجام شود. به همین دلیل است که ورزشکاران هنگام پرش از ارتفاع بر روی تشک های نرم فرود می آیند. با خم شدن به تدریج سرعت ورزشکار را کاهش می دهند. فرمول (3) را می توان به مواردی تعمیم داد که نیرو در طول زمان تغییر کند. برای انجام این کار، کل دوره زمانی Δ تیاعمال نیرو باید به چنین فواصل کوچک Δ تقسیم شود تی i به طوری که بر روی هر یک از آنها می توان مقدار نیرو را بدون خطای زیاد ثابت در نظر گرفت. برای هر بازه زمانی کوچک، فرمول (3) معتبر است. با جمع بندی تغییرات پالس ها در بازه های زمانی کوتاه، به دست می آوریم:

\(~\Delta \vec p = \sum^(N)_(i=1)(\vec F_i \Delta t_i)\) . (4)

نماد Σ (حرف یونانی "سیگما") به معنای "جمع" است. شاخص ها من= 1 (پایین) و ن(در بالا) به معنای جمع است نمقررات.

برای یافتن تکانه یک جسم، آنها این کار را انجام می دهند: بدن را به طور ذهنی به عناصر منفرد (نقاط مادی) می شکنند، تکانه های عناصر حاصل را پیدا می کنند و سپس آنها را به عنوان بردار جمع می کنند.

تکانه یک جسم برابر است با مجموع تکانه های تک تک عناصر آن.

تغییر در تکانه سیستم اجسام. قانون بقای حرکت

هنگام بررسی هر مشکل مکانیکی، ما به حرکت تعداد معینی از اجسام علاقه مند هستیم. مجموعه اجسامی که حرکت آنها را مطالعه می کنیم نامیده می شود سیستم مکانیکییا فقط یک سیستم

تغییر تکانه سیستم اجسام

اجازه دهید سیستمی متشکل از سه بدنه را در نظر بگیریم. اینها می توانند سه ستاره ای باشند که از اجسام کیهانی همسایه تحت تأثیر قرار می گیرند. اجسام سیستم توسط نیروهای خارجی \(~\vec F_i\) وارد عمل می شوند. من- شماره بدن؛ برای مثال، \(~\vec F_2\) مجموع نیروهای خارجی است که بر جسم شماره دو وارد می شوند. بین اجسام نیروهای \(~\vec F_(ik)\) وجود دارد که نیروهای داخلی نامیده می شوند (شکل 1). این نامه اول است مندر شاخص به معنی تعداد جسمی است که نیروی \(~\vec F_(ik)\) روی آن وارد می شود و حرف دوم کیعنی تعداد جسمی که از آن عمل می کند قدرت داده شده. بر اساس قانون سوم نیوتن

\(~\vec F_(ik) = - \vec F_(ki)\) . (5)

به دلیل اعمال نیروها بر روی بدنه سیستم، تکانه های آنها تغییر می کند. اگر نیرو در مدت زمان کوتاهی تغییر محسوسی نداشته باشد، برای هر جسم از سیستم می‌توانیم تغییر تکانه را به شکل معادله (3) یادداشت کنیم:

\(~\Delta (m_1 \vec \upsilon_1) = (\vec F_(12) + \vec F_(13) + \vec F_1) \Delta t\) , \(~\Delta (m_2 \vec \upsilon_2) = (\vec F_(21) + \vec F_(23) + \vec F_2) \Delta t\) , (6) \(~\Delta (m_3 \vec \upsilon_3) = (\vec F_(31) + \vec F_(32) + \vec F_3) \Delta t\) .

در اینجا در سمت چپ هر معادله تغییر تکانه جسم \(~\vec p_i = m_i \vec \upsilon_i\) برای مدت کوتاهی است Δ تی. با جزئیات بیشتر \[~\Delta (m_i \vec \upsilon_i) = m_i \vec \upsilon_(ik) - m_i \vec \upsilon_(in)\] که در آن \(~\vec \upsilon_(in)\) سرعت در ابتدا، و \(~\vec \upsilon_(ik)\) - در پایان بازه زمانی Δ تی.

اجازه دهید دو سمت چپ و راست معادله (6) را با هم جمع کنیم و نشان دهیم که مجموع تغییرات تکانه های تک تک اجسام برابر است با تغییر کل ضربه تمام اجسام سیستم، برابر با

\(~\vec p_c = m_1 \vec \upsilon_1 + m_2 \vec \upsilon_2 + m_3 \vec \upsilon_3\) . (7)

واقعا،

\(~\Delta (m_1 \vec \upsilon_1) + \Delta (m_2 \vec \upsilon_2) + \Delta (m_3 \vec \upsilon_3) = m_1 \vec \upsilon_(1k) - m_1 \vec \upsilon_(1n) + m_2 \vec \upsilon_(2k) - m_2 \vec \upsilon_(2n) + m_3 \vec \upsilon_(3k) - m_3 \vec \upsilon_(3n) =\) \(~=(m_1 \vec \upsilon_( 1k) + m_2 \vec \upsilon_(2k) + m_3 \vec \upsilon_(3k)) -(m_1 \vec \upsilon_(1n) + m_2 \vec \upsilon_(2n) + m_3 \vec \upsilon_(3n)) = \vec p_(ck) - \vec p_(cn) = \Delta \vec p_c\) .

بدین ترتیب،

\(~\Delta \vec p_c = (\vec F_(12) + \vec F_(13) + \vec F_(21) + \vec F_(23) + \vec F_(31) + \vec F_(32 ) + \vec F_1 + \vec F_2 + \vec F_3) \Delta t\) . (8)

اما مجموع نیروهای برهمکنش هر جفت جسم برابر با صفر است، زیرا طبق فرمول (5)

\(~\vec F_(12) = - \vec F_(21) ؛ \vec F_(13) = - \vec F_(31)؛ \vec F_(23) = - \vec F_(32)\) .

بنابراین، تغییر در تکانه سیستم اجسام برابر است با تکانه نیروهای خارجی:

\(~\Delta \vec p_c = (\vec F_1 + \vec F_2 + \vec F_3) \Delta t\) . (9)

ما به یک نتیجه مهم رسیدیم:

تکانه یک سیستم از اجسام فقط توسط نیروهای خارجی قابل تغییر است و تغییر تکانه سیستم متناسب با مجموع نیروهای خارجی است و در جهت با آن منطبق است. نیروهای درونی که تکانه های بدن های منفرد سیستم را تغییر می دهند، تکانه کل سیستم را تغییر نمی دهند.

اگر مجموع نیروهای خارجی ثابت بماند، معادله (9) برای هر بازه زمانی معتبر است.

قانون بقای حرکت

یک پیامد بسیار مهم از رابطه (9) به دست می آید. اگر مجموع نیروهای خارجی وارد بر سیستم صفر باشد، تغییر در تکانه سیستم نیز برابر با صفر است \[~\Delta \vec p_c = 0\]. این بدان معناست که مهم نیست چه بازه زمانی را در نظر بگیریم، کل ضربه در ابتدای این بازه \(~\vec p_(cn)\) و در انتهای آن \(~\vec p_(ck)\) یکسان است. \ [~\vec p_(cn) = \vec p_(ck)\]. حرکت سیستم بدون تغییر باقی می ماند، یا، همانطور که می گویند، حفظ شده است:

\(~\vec p_c = m_1 \vec \upsilon_1 + m_2 \vec \upsilon_2 + m_3 \vec \upsilon_3 = \operatorname(const)\) . (10)

قانون بقای حرکت به صورت زیر فرموله شده است:

اگر مجموع نیروهای خارجی وارد بر بدنه های سیستم برابر با صفر باشد، تکانه سیستم حفظ می شود.

اجسام فقط می توانند تکانه ها را مبادله کنند، اما ارزش کل تکانه تغییر نمی کند. فقط باید به یاد داشته باشید که مجموع برداری پالس ها حفظ می شود، نه مجموع ماژول های آنها.

همانطور که از نتیجه گیری ما پیداست، قانون بقای تکانه نتیجه قانون دوم و سوم نیوتن است. سیستمی از اجسام که توسط نیروهای خارجی بر روی آنها اثر نمی گذارد بسته یا منزوی نامیده می شود. در سیستم بسته اجسام، تکانه حفظ می شود. اما دامنه کاربرد قانون بقای تکانه گسترده تر است: حتی اگر نیروهای خارجی بر روی بدنه های سیستم وارد شوند، اما مجموع آنها صفر باشد، تکانه سیستم همچنان حفظ می شود.

نتیجه به‌دست‌آمده به راحتی به سیستمی که دارای تعداد دلخواه N از اجسام است تعمیم می‌یابد:

\(~m_1 \vec \upsilon_(1n) + m_2 \vec \upsilon_(2n) + m_3 \vec \upsilon_(3n) + \ldots + m_N \vec \upsilon_(Nn) = m_1 \vec \upsilon_(1k) + m_2 \vec \upsilon_(2k) + m_3 \vec \upsilon_(3k) + \ldots + m_N \vec \upsilon_(Nk)\) . (یازده)

در اینجا \(~\vec \upsilon_(in)\) سرعت اجسام در لحظه اولیه زمان و \(~\vec \upsilon_(ik)\) - در لحظه پایانی است. از آنجایی که تکانه یک کمیت برداری است، معادله (11) یک نمایش فشرده از سه معادله برای پیش بینی تکانه سیستم بر روی محورهای مختصات است.

قانون بقای تکانه چه زمانی برآورده می شود؟

همه سیستم های واقعی، البته، بسته نیستند. با این وجود، در بسیاری از موارد می توان قانون بقای تکانه را اعمال کرد.

اگر مجموع نیروهای خارجی برابر با صفر نباشد، اما مجموع پیش بینی نیروها در جهتی برابر با صفر باشد، در این صورت طرح تکانه سیستم در این جهت حفظ می شود. به عنوان مثال، سیستمی از اجسام روی زمین یا نزدیک به سطح آن را نمی توان بسته کرد، زیرا تمام اجسام تحت تأثیر نیروی گرانش قرار می گیرند که مطابق با رابطه (9)، تکانه را به صورت عمودی تغییر می دهد. با این حال، در امتداد جهت افقی، نیروی گرانش نمی تواند تکانه را تغییر دهد و اگر بتوان از عمل نیروهای مقاومت چشم پوشی کرد، مجموع برآمدگی های تکانه اجسام بر روی محور جهت افقی بدون تغییر باقی می ماند.

علاوه بر این، در طول فعل و انفعالات سریع (انفجار پرتابه، شلیک تفنگ، برخورد اتم ها و غیره)، تغییر در تکانه های اجسام منفرد در واقع تنها به دلیل نیروهای داخلی خواهد بود. تکانه سیستم با دقت زیادی حفظ می شود، زیرا نیروهای خارجی مانند نیروی گرانش و نیروی اصطکاک که به سرعت بستگی دارد، به طور محسوسی تکانه سیستم را تغییر نمی دهند. آنها در مقایسه با نیروهای داخلی کوچک هستند. بنابراین، سرعت قطعات پرتابه در طول انفجار، بسته به کالیبر، می تواند در محدوده 600 - 1000 متر بر ثانیه متفاوت باشد. فاصله زمانی که گرانش می تواند چنین سرعتی را به اجسام بدهد برابر است با

\(~\Delta t = \frac(m \Delta \upsilon)(mg) \حدود 100 ثانیه\)

نیروهای فشار داخلی گاز چنین سرعت هایی را در 0.01 ثانیه ایجاد می کنند، یعنی. 10000 برابر سریعتر

پیشرانه جت. معادله مشچرسکی نیروی واکنشی

زیر نیروی محرکه جتدرک حرکت یک جسم که زمانی اتفاق می افتد که بخشی از آن با سرعت معینی نسبت به بدن جدا شود،

به عنوان مثال، هنگامی که محصولات احتراق از یک نازل جت خارج می شوند هواپیما. در این حالت، به اصطلاح نیروی واکنشی ظاهر می شود که به بدن شتاب می دهد.

مشاهده حرکت جت بسیار ساده است. توپ لاستیکی کودک را باد کرده و رها کنید. توپ به سرعت بالا می رود (شکل 2). با این حال، این جنبش کوتاه مدت خواهد بود. نیروی واکنشی فقط تا زمانی عمل می کند که خروج هوا ادامه داشته باشد.

ویژگی اصلی نیروی واکنشی این است که بدون هیچ گونه تعاملی با اجسام خارجی رخ می دهد. فقط بین موشک و جریان ماده ای که از آن خارج می شود، تعامل وجود دارد.

نیرویی که به خودرو یا عابر پیاده روی زمین، کشتی بخار روی آب یا هواپیمای ملخ‌دار در هوا شتاب می‌دهد تنها به دلیل تعامل این اجسام با زمین، آب یا هوا ایجاد می‌شود.

هنگامی که محصولات احتراق سوخت خارج می شوند، به دلیل فشار در محفظه احتراق، سرعت مشخصی نسبت به موشک و در نتیجه تکانه خاصی به دست می آورند. بنابراین، مطابق با قانون بقای تکانه، موشک خود ضربه ای به همان بزرگی دریافت می کند، اما در جهت مخالف هدایت می شود.

جرم موشک با گذشت زمان کاهش می یابد. موشک در حال پرواز جسمی با جرم متغیر است. برای محاسبه حرکت آن، استفاده از قانون بقای تکانه راحت است.

معادله مشچرسکی

اجازه دهید معادله حرکت موشک را استخراج کنیم و بیانی برای نیروی واکنش پیدا کنیم. فرض می کنیم که سرعت گازهای خارج شده از موشک نسبت به موشک ثابت و برابر با \(~\vec u\) است. نیروهای خارجی روی موشک عمل نمی کنند: این موشک در فضای بیرونی دور از ستارگان و سیارات است.

اجازه دهید در یک لحظه از زمان سرعت موشک نسبت به سیستم اینرسی مرتبط با ستارگان برابر با \(~\vec \upsilon\) باشد (شکل 3) و جرم موشک برابر باشد. م. پس از فاصله زمانی کوتاه Δ تیجرم موشک برابر خواهد شد

\(~M_1 = M - \mu \Delta t\) ,

جایی که μ - مصرف سوخت ( مصرف سوختنسبت جرم سوخت سوخته به زمان احتراق آن نامیده می شود.

در همان بازه زمانی، سرعت موشک با \(~\Delta \vec \upsilon\) تغییر می کند و برابر با \(~\vec \upsilon_1 = \vec \upsilon + \Delta \vec \upsilon\ می شود. ) . سرعت خروج گاز نسبت به چارچوب مرجع اینرسی انتخابی برابر با \(~\vec \upsilon + \vec u\) است (شکل 4)، زیرا قبل از شروع احتراق، سوخت همان سرعت موشک را داشت.

اجازه دهید قانون بقای تکانه سیستم موشک-گاز را بنویسیم:

\(~M \vec \upsilon = (M - \mu \Delta t)(\vec \upsilon + \Delta \vec \upsilon) + \mu \Delta t(\vec \upsilon + \vec u)\) .

با باز کردن پرانتزها دریافت می کنیم:

\(~M \vec \upsilon = M \vec \upsilon - \mu \Delta t \vec \upsilon + M \Delta \vec \upsilon - \mu \Delta t \Delta \vec \upsilon + \mu \Delta t \vec \upsilon + \mu \Delta t \vec u\).

اصطلاح \(~\mu \Delta t \vec \upsilon\) را می توان در مقایسه با سایرین نادیده گرفت، زیرا حاوی حاصل ضرب دو کمیت کوچک است (گفته می شود این کمیت از مرتبه دوم کوچکی است). پس از آوردن اصطلاحات مشابه خواهیم داشت:

\(~M \Delta \vec \upsilon = - \mu \Delta t \vec u\) یا \(~M \frac(\Delta \vec \upsilon)(\Delta t) = - \mu \vec u\ ) . (12)

این یکی از معادلات مشچرسکی برای حرکت جسمی با جرم متغیر است که در سال 1897 توسط او به دست آمد.

اگر نماد \(~\vec F_r = - \mu \vec u\) را معرفی کنیم، معادله (12) از نظر شکل با قانون دوم نیوتن منطبق خواهد شد. با این حال، وزن بدن مدر اینجا ثابت نیست، اما با گذشت زمان به دلیل از دست دادن ماده کاهش می یابد.

کمیت \(~\vec F_r = - \mu \vec u\) فراخوانی می شود نیروی واکنشی. در نتیجه خروج گازها از موشک ظاهر می شود، به موشک اعمال می شود و برخلاف سرعت گازها نسبت به موشک هدایت می شود. نیروی واکنشی تنها با سرعت جریان گاز نسبت به موشک و مصرف سوخت تعیین می شود. مهم است که به جزئیات طراحی موتور بستگی نداشته باشد. فقط مهم است که موتور از خروج گازها از موشک با سرعت \(~\vec u\) با مصرف سوخت اطمینان حاصل کند. μ . نیروی واکنشی موشک های فضاییبه 1000 کیلو نیوتن می رسد.

اگر نیروهای خارجی بر روی موشک وارد شوند، حرکت آن توسط نیروی واکنش و مجموع نیروهای خارجی تعیین می شود. در این حالت معادله (12) به صورت زیر نوشته می شود:

\(~M \frac(\Delta \vec \upsilon)(\Delta t) = \vec F_r + \vec F\) . (13)

موتور جت

موتورهای جت در حال حاضر به طور گسترده در ارتباط با اکتشاف فضای بیرونی استفاده می شوند. آنها همچنین برای موشک های هواشناسی و نظامی با بردهای مختلف استفاده می شوند. علاوه بر این، تمام هواپیماهای مدرن پرسرعت مجهز به موتورهای تنفس هوا هستند.

استفاده از موتورهای غیر از موتورهای جت در فضای بیرونی غیرممکن است: هیچ تکیه گاهی (جامد، مایع یا گاز) وجود ندارد که فضاپیما بتواند از آن شتاب بگیرد. استفاده از موتورهای جت برای هواپیماها و موشک هایی که از جو خارج نمی شوند به این دلیل است که موتورهای جت توانایی ارائه حداکثر سرعت، بیشینه سرعتپرواز.

موتورهای جت به دو دسته تقسیم می شوند: موشکو هوا جت.

در موتورهای موشک، سوخت و اکسید کننده لازم برای احتراق آن مستقیماً در داخل موتور یا در مخازن سوخت آن قرار دارد.

شکل 5 نمودار یک موتور موشک سوخت جامد را نشان می دهد. باروت یا سوخت جامد دیگری که در غیاب هوا قادر به سوزاندن است در داخل محفظه احتراق موتور قرار می گیرد.

هنگام سوختن سوخت، گازهایی تشکیل می شود که دمای بسیار بالایی دارند و به دیواره های محفظه فشار وارد می کنند. فشار روی دیواره جلویی محفظه بیشتر از دیواره پشتی است که نازل در آن قرار دارد. گازهایی که از نازل عبور می کنند در مسیر خود با دیواری مواجه نمی شوند که بتوانند روی آن فشار وارد کنند. نتیجه نیرویی است که موشک را به جلو می راند.

قسمت باریک محفظه - نازل - در خدمت افزایش سرعت جریان محصولات احتراق است که به نوبه خود نیروی واکنش را افزایش می دهد. باریک شدن جریان گاز باعث افزایش سرعت آن می شود، زیرا در این حالت همان جرم گاز باید از مقطع کوچکتری در واحد زمان عبور کند که سطح مقطع بزرگتر است.

موتورهای موشکی که با سوخت مایع کار می کنند نیز استفاده می شود.

در موتورهای جت پیشران مایع (LPRE) می توان از نفت سفید، بنزین، الکل، آنیلین، هیدروژن مایع و غیره به عنوان سوخت استفاده کرد و از اکسیژن مایع، اسید نیتریک، فلوئور مایع، پراکسید هیدروژن و غیره می توان به عنوان اکسید کننده استفاده کرد. عامل لازم برای احتراق سوخت و اکسید کننده به طور جداگانه در مخازن مخصوص ذخیره می شوند و با استفاده از پمپ ها به محفظه می رسند که در آن احتراق سوخت تا دمای 3000 درجه سانتی گراد و فشار تا 50 اتمسفر ایجاد می شود. شکل 6). در غیر این صورت موتور مانند موتور سوخت جامد عمل می کند.

گازهای داغ (محصولات احتراق) که از طریق نازل خارج می شوند، توربین گاز را می چرخانند که کمپرسور را به حرکت در می آورد. موتورهای توربو کمپرسور در هواپیماهای مسافربری ما Tu-134، Il-62، Il-86 و غیره نصب می شوند.

نه تنها موشک ها، بلکه اکثر هواپیماهای مدرن به موتورهای جت مجهز هستند.

موفقیت در اکتشاف فضا

مبانی تئوری موتور جت و اثبات علمیاحتمالات پرواز در فضای بین سیاره ای برای اولین بار توسط دانشمند روسی K.E بیان و توسعه داده شد. تسیولکوفسکی در اثر خود "کاوش در فضاهای جهان با استفاده از ابزارهای واکنشی".

K.E. Tsiolkovsky همچنین ایده استفاده از موشک های چند مرحله ای را مطرح کرد. مراحل جداگانه ای که موشک را تشکیل می دهند با موتور و سوخت خود عرضه می شوند. با سوختن سوخت، هر مرحله متوالی از موشک جدا می شود. بنابراین در آینده سوختی برای شتاب دادن به بدنه و موتور آن مصرف نمی شود.

ایده تسیولکوفسکی برای ساخت یک ایستگاه ماهواره ای بزرگ در مدار زمین که از آن موشک ها به سیارات دیگر پرتاب می شوند. منظومه شمسی، هنوز اجرایی نشده است، اما شکی نیست که دیر یا زود چنین ایستگاهی ایجاد خواهد شد.

در حال حاضر، پیشگویی تسیولکوفسکی در حال تبدیل شدن به واقعیت است: "بشریت برای همیشه روی زمین باقی نخواهد ماند، اما در تعقیب نور و فضا، ابتدا ترسو به فراسوی جو نفوذ می کند و سپس کل فضای اطراف خورشید را تسخیر می کند."

کشورمان این افتخار بزرگ را دارد که اولین ماهواره مصنوعی زمین را در 13 مهر 57 به فضا پرتاب کند. همچنین برای اولین بار در کشورمان در 12 آوریل 1961 فضاپیمایی با کیهان نورد یو.آ. گاگارین در کشتی

این پروازها بر روی موشک های طراحی شده توسط دانشمندان و مهندسان داخلی به رهبری S.P. ملکه. دانشمندان، مهندسان و فضانوردان آمریکایی کمک زیادی به اکتشافات فضایی کرده اند. دو فضانورد آمریکایی از خدمه فضاپیمای آپولو 11 - نیل آرمسترانگ و ادوین آلدرین - برای اولین بار در 20 ژوئیه 1969 روی ماه فرود آمدند. انسان اولین قدم های خود را بر روی کالبد کیهانی منظومه شمسی برداشت.

با ورود انسان به فضا، نه تنها امکان کاوش در سیارات دیگر باز شد، بلکه فرصت های واقعاً فوق العاده ای برای مطالعه نیز فراهم شد. پدیده های طبیعیو منابع زمین که فقط می شد رویای آنها را دید. تاریخ طبیعی کیهانی پدیدار شد. پیش از این، یک نقشه کلی از زمین، مانند یک تابلوی موزاییک، ذره ذره گردآوری می شد. اکنون تصاویری از مداری که میلیون‌ها کیلومتر مربع را پوشش می‌دهند به شما امکان می‌دهند جالب‌ترین مناطق را برای مطالعه انتخاب کنید سطح زمیناز این رو در تلاش و هزینه صرفه جویی می شود، ساختارهای زمین شناسی بزرگ بهتر تشخیص داده می شوند: صفحات، گسل های عمیق در پوسته زمین - مکان هایی که احتمال وقوع مواد معدنی وجود دارد. از فضا پیدا شد نوع جدیدتشکیلات زمین شناسی ساختارهای حلقه ای شبیه به دهانه های ماه و مریخ،

امروزه مجتمع‌های مداری فناوری‌هایی را برای تولید موادی توسعه داده‌اند که نمی‌توانند روی زمین تولید شوند، اما فقط در حالت بی‌وزنی طولانی مدت در فضا هستند. هزینه این مواد (تک بلورهای فوق خالص و غیره) نزدیک به هزینه پرتاب فضاپیما است.

ادبیات

  1. فیزیک: مکانیک. پایه دهم: کتاب درسی. برای مطالعه عمیق فیزیک / M.M. بالاشوف، A.I. گومونوا، A.B. دولیتسکی و دیگران؛ اد. جی.یا. میاکیشوا - م.: بوستارد، 2002. - 496 ص.

هر مشکلی در مکانیک را می توان با استفاده از قوانین نیوتن حل کرد. با این حال، اعمال قانون بقای تکانه در بسیاری از موارد راه حل را بسیار ساده می کند. قانون بقای تکانه برای مطالعه پیشرانه جت از اهمیت بالایی برخوردار است.
چه نوع حرکتی واکنشی نامیده می شود؟
حرکت جت به عنوان حرکت یک جسم در نظر گرفته می شود که زمانی رخ می دهد که بخشی از آن با سرعت معینی نسبت به بدنه جدا شود، به عنوان مثال، هنگامی که محصولات احتراق از نازل هواپیمای جت خارج می شوند. در این حالت، به اصطلاح نیروی واکنشی ظاهر می شود که به بدن شتاب می دهد.

مشاهده حرکت جت بسیار ساده است. توپ لاستیکی کودک را باد کرده و رها کنید. توپ به سرعت به سمت بالا بلند می شود (شکل 5.4). با این حال، این جنبش کوتاه مدت خواهد بود. نیروی واکنشی فقط تا زمانی عمل می کند که خروج هوا ادامه داشته باشد.
ویژگی اصلی نیروی واکنشی این است که بدون هیچ گونه تعاملی با اجسام خارجی رخ می دهد. فقط یک تعامل بین موشک و برنجی که از آن خارج می شود وجود دارد نیرویی که به ماشین یا عابر پیاده روی زمین، یک کشتی بخار روی آب یا یک هواپیمای ملخی در هوا شتاب می دهد، تنها به دلیل تعامل ایجاد می شود. این اجسام با زمین، آب یا هوا.
هنگامی که محصولات احتراق سوخت خارج می شوند، به دلیل فشار در محفظه احتراق، سرعت مشخصی نسبت به موشک و در نتیجه تکانه خاصی به دست می آورند. بنابراین، مطابق با قانون بقای تکانه، موشک خود ضربه ای به همان بزرگی دریافت می کند، اما در جهت مخالف هدایت می شود.
جرم موشک با گذشت زمان کاهش می یابد. موشک در حال پرواز جسمی با جرم متغیر است. برای محاسبه حرکت آن، استفاده از قانون بقای تکانه راحت است.
معادله مشچرسکی
اجازه دهید معادله حرکت موشک را استخراج کنیم و بیانی برای نیروی واکنش پیدا کنیم. فرض می کنیم که سرعت گازهای خارج شده از موشک نسبت به موشک ثابت و برابر با و است. نیروهای خارجی روی موشک عمل نمی کنند: این موشک در فضای بیرونی دور از ستارگان و سیارات است.
اجازه دهید در نقطه ای از زمان سرعت موشک نسبت به سیستم اینرسی مرتبط با ستاره ها برابر با v باشد.
آ)
ب)
برنج. 5.5
(شکل 5.5، a) و جرم موشک M است. پس از فاصله زمانی کوتاهی در At، جرم موشک برابر می شود.
من = م -
جایی که c مصرف سوخت است.
در همان بازه زمانی، سرعت موشک با Av تغییر می کند و برابر آنها = v + Av می شود. سرعت خروج گاز نسبت به چارچوب مرجع اینرسی انتخاب شده برابر با v + th است (شکل 5.5، b)، زیرا قبل از شروع احتراق، سوخت همان سرعت موشک را داشت.
اجازه دهید قانون بقای تکانه سیستم موشک-گاز را بنویسیم:
Mv = (M-)