Tryskový motor: princip činnosti (krátce). Princip tryskového motoru

Reaktivním se rozumí pohyb, při kterém se jedna ze svých částí odděluje od těla určitou rychlostí. Síla, která vzniká v důsledku tohoto procesu, působí sama. Jinými slovy, nemá dokonce ani ten nejmenší kontakt s vnějšími těly.

Jet Propulsion v přírodě

Během letní dovolené na jihu, téměř každý z nás, plavání v moři, se setkal s medúzy. Ale jen málo lidí si myslí, že se tato zvířata pohybují stejným způsobem jako proudový motor. Princip fungování v podobě takového agregátu lze pozorovat, když se pohybují určité druhy mořského planktonu a larvy vážků. Účinnost těchto bezobratlých je často vyšší než účinnost technických prostředků.

Kdo jiný může jasně ukázat, jak funguje proudový motor? Squid, chobotnice a sépie. Podobný pohyb provádí řada dalších mořských měkkýšů. Vezměme si například sépie. Přivádí vodu do žlábku a vytáhne ji energicky přes trychtýř, který je veden dozadu nebo po stranách. Měkkýš je tak schopen provést pohyby v potřebné party.

Princip fungování tryskového motoru lze také pozorovat při pohybu válečku. Toto mořské zvíře bere vodu v široké dutině. Potom svaly jeho těla kontrahuje, tlačí tekutinu ven díra, která je za sebou. Reakce výsledného tryska umožňuje, aby se stromka pohybovala dopředu.

Míčové střely

Ale chobotnice koneckonců dosáhla největší dokonalosti v navigaci pomocí trysek. Dokonce i samotný tvar rakety vypadá, že byl z tohoto námořního stvoření kopírován. Když se pohybuje při nízkých rychlostech, chobotnice pravidelně ohýbá svou kosočtvercovou ploutví. Ale k rychlému hodu musí použít svůj vlastní "tryskový motor". Princip práce všech jeho svalů a těla stojí za to brát v úvahu podrobněji.

Kalmary mají zvláštní plášť. Je to svalová tkáň, která obklopuje jeho tělo ze všech stran. Během pohybu zvíře v tomto plášti nasává velký objem vody a ostře ho vrhá přes speciální úzkou trysku. Takové akce umožňují, aby se chobotnice pohybovala dozadu rychlostí až sedmdesát kilometrů za hodinu. Během pohybu zvíře shromažďuje všechny deset chapadel do svazku, který dává tělu zjednodušený tvar. V trysce je speciální ventil. Zvířata se točí pomocí svalové kontrakce. To umožňuje námořníkovi změnit směr pohybu. Úloha kormidla během pohybu chobotnice hrají jeho chapadla. Řídí je vlevo nebo vpravo, dolů nebo nahoru a snadno se vyhýbají kolizím s různými překážkami.

Existuje určitý druh chobotnice (stenotevtis), který patří k titulu nejlepšího pilota mezi měkkýši. Popište princip jetového motoru - a pochopíte, proč při pokusu o rybu toto zvíře někdy vyskočí z vody, padá i na paluby lodí, které se plaví po oceánu. Jak se to děje? Squid pilot, který je ve vodním elementu, vyvíjí pro něj maximum reaktivní síly. To mu umožňuje létat nad vlnami ve vzdálenosti až padesáti metrů.

Pokud uvážíme tryskový motor, jaký zvířecí princip je ještě možné zmínit? Tohle na první pohled vypadá jako chocholatá chobotnice. Plavci z nich nejsou tak rychlí jako chobotnice, ale v případě nebezpečí mohou jejich zájem závidět i nejlepší sprinterové. Biologové, kteří studovali migraci chobotů, zjistili, že se pohybují jako způsob, jakým funguje proudový motor.

Zvíře s každým proudem vody, které je vytlačeno z trychtýře, dělá pomlčku dva nebo dokonce dva a půl metru. V tomto případě chobotnice plave podivně - zpět.

Další příklady proudového pohonu

Tam jsou také rakety ve světě rostlin. Zásada tryskového motoru je možné pozorovat, když se "velmi šílená okraje" odrazí od stonku vysokou rychlostí a současně odtrhne lepivou kapalinu se semeny. V tomto případě ovoce samé letí značnou vzdálenost (až 12 m) v opačném směru.

Princip fungování tryskového motoru lze pozorovat i na lodi. Pokud se z něj ve vodě určitým směrem hodí těžké kameny, začne se pohyb v opačném směru. Totéž platí raketový proud způsob provozu motoru. Pouze tam jsou namísto kamenů používány plyny. Vytváří reaktivní sílu, která zajišťuje pohyb jak ve vzduchu, tak ve vyčerpaném prostoru.

Fantastické cestování

Na lety do vesmíru lidstvo už dlouho snilo. Důkazem toho jsou díla spisovatelů sci-fi, kteří k dosažení tohoto cíle nabízejí různé prostředky. Například hrdina příběhu francouzského spisovatele Erküla Sawinena Cyrano de Bergerac dosáhl Měsíce na železném vozu, nad nímž byl neustále hozen silný magnet. Slavný Munchausen dosáhl na stejné planetě. Obrovská fazolová stopka mu pomohla cestovat.

Jetový pohon byl používán v Číně v prvním tisíciletí BC. Bambusové trubky, které byly naplněny střelným prachem, sloužily jako legrační rakety. Mimochodem, projekt prvního vozu na naší planetě, který vytvořil Newton, byl také s proudovým motorem.

Historie vzniku pojezdové dráhy

Pouze v 19. století. sen člověka o kosmu začal získávat konkrétní rysy. Koneckonců to bylo v tomto století, kdy ruský revolucionář NI Kibalchich vytvořil první světový projekt letadla s proudovým motorem. Všechny dokumenty byly navrženy Narodnaya Volyou ve vězení, kde padl po pokusu o Alexandra. Bohužel, 3. dubna 1811. Kibalčich byl popraven a jeho nápad nenalezl praktické ztělesnění.

Na začátku 20. století. Myšlenka využití raket pro lety do vesmíru uvedla ruský vědec K. E. Tsiolkovský. Poprvé jeho práce, obsahující popis pohybu tělesa proměnné hmotnosti ve formě matematické rovnice, byla vydána v roce 1903. V budoucnu vědec vyvinul vlastní schéma tryskového motoru poháněného kapalným palivem.

Tsiolkovský také vynalezl vícestupňovou střelu a vyjádřil myšlenku na vytvoření v oběžné dráze blízké země těchto vesmírných měst. Tsiolkovský přesvědčivě dokázal, že jediným prostředkem pro vesmírné lety je raketa. Jedná se o zařízení vybavené tryskovým motorem, poháněné a oxidované. Pouze taková raketa je schopna překonat sílu gravitace a létat za atmosférou Země.

Průzkum vesmíru

Článek Tsiolkovského, publikovaný v periodiku "Vědecký přehled", potvrdil pověst rojky pro vědce. Nikdo nebral své argumenty vážně.

Myšlenka Tsiolkovského byla realizována sovětskými vědci. V čele s Sergejem Pavlovičem Korolevem spustili první umělou zemskou družici. Dne 4. října 1957 tento stroj dodal na orbitu raketu s proudovým motorem. Práce RD byla založena na transformaci chemické energie, která se přenáší palivem na plynový paprsek a přeměňuje se na kinetickou energii. V tomto případě se raketa pohybuje v opačném směru.

Tryskový motor, jehož princip funguje už mnoho let, se uplatňuje nejen v kosmonautice, ale i v letectví. Ale především je používán spouštění raket. Koneckonců, pouze RD dokáže zařízení přesunout do prostoru, ve kterém je žádné médium chybějící.

Tekutý proudový motor

Každý, kdo střílel střelnou zbraň nebo jen sledoval tento proces zvenčí, ví, že existuje síla, která jistě zatlačí kufr zpět. A s větším množstvím náboje se výnos jistě zvyšuje. Jetový motor také funguje. Princip činnosti je podobný způsobu, jak je stonka tlačena dozadu pod působením trysky horkých plynů.

Pokud jde o raketu, v ní proces, během kterého se směs vznítí, je postupná a nepřetržitá. Jedná se o nejjednodušší motor na tuhá paliva. Je obeznámen se všemi raketovými modelisty.

V kapalném tryskovém motoru (LRE) se ke zhotovení pracovní tekutiny nebo hnací trysky používá směs obsahující palivo a oxidant. Posledně jmenovaná je zpravidla kyselina dusičná nebo kyselina dusičná kapalný kyslík. Palivo v LRE je petrolej.

Princip fungování tryskového motoru, který byl v prvních vzorcích, se dodnes zachoval. Teprve teď používá kapalný vodík. Během oxidace této látky se specifický impuls zvyšuje o 30% oproti prvnímu LPRE. Je třeba říci, že myšlenka používání vodíku byla navržena samotným Tsiolkovským. Nicméně existující potíže v té době pro práci s touto vysoce výbušnou látkou byly prostě nepřekonatelné.

Jaký je princip proudového motoru? Palivo a oxidant vstoupí do pracovní komory ze samostatných nádrží. Dále se složky mění na směs. Spaluje a přidává kolosální množství tepla pod tlakem do desítek atmosfér.

Komponenty v pracovní komoře tryskového motoru přicházejí různými způsoby. Oxidační činidlo se zde uvádí přímo. Palivo však prochází delší cestou mezi stěnami komory a tryskou. Zde se ohřívá a již má vysokou teplotu, je vháněn do spalovací zóny několika tryskami. Potom se tryska, vytvořená tryskou, rozbije a poskytuje letadlu moment vysunutí. Tímto způsobem můžete zjistit, jaký typ proudového motoru funguje (krátce). V tomto popisu nejsou zmíněny mnohé komponenty, bez kterých by nebylo možné provozovat LRE. Mezi nimi kompresory potřebné k vytvoření tlaku potřebného pro vstřikování, ventily, napájecí turbíny atd.

Moderní použití

Navzdory skutečnosti, že práce proudového motoru vyžaduje velké množství paliva, LRE i nadále slouží lidem dnes. Používají se jako hlavní pochodové motory v raketových nosičích, stejně jako posun pro různé vesmírné vozy a orbitální stanice. V letectví se používají jiné typy pojezdových drah, které mají mírně odlišné výkonnostní charakteristiky a design.

Rozvoj letectví

Od počátku 20. století, do doby vypuknutí druhé světové války, lidé létali pouze vrtulová letadla. Tato zařízení jsou vybavena spalovacími motory. Nicméně, pokrok nestojí. S jeho vývojem bylo nutné vytvořit silnější a nejrychlejší letadla. Avšak letadel návrháři se potýkají se zdánlivě neřešitelný problém. Faktem je, že i při mírném nárůstu výkon motoru hmotnost letadla se výrazně zvýšila. Nicméně cesta z vytvořené situace našla Angličan Frank Will. Vytvořil zcela nový motor, nazvaný reaktivní. Tento vynález poskytl silný impuls rozvoji letectví.

Princip proudového motoru je podobný požární hadici. Jeho hadice má zúžený konec. Když opustíte úzkou díru, voda výrazně zvýší svou rychlost. Výsledná zpětná tlaková síla je tak silná, že hasič může těžko držet hadici v rukou. Toto chování vody může také vysvětlit princip fungování tryskového motoru.

Rovnoběžné pojezdové dráhy

Tento typ tryskového motoru je nejjednodušší. Představuje se, že může být ve formě trubky s otevřenými konci, která je instalována na pohyblivém letounu. Vpředu se jeho průřez rozšiřuje. Vzhledem k tomuto uspořádání přiváděný vzduch snižuje jeho rychlost a zvyšuje jeho tlak. Nejširším místem takového potrubí je spalovací komora. Zde se vstřikuje palivo a jeho spalování pokračuje. Takový proces podporuje ohřev vzniklých plynů a jejich silné roztažení. Tím dochází k tahu tryskového motoru. Vytváří všechny stejné plyny, když vybíhají směrem ven od úzkého konce trubky. To je to tah, který přinutí letadlo k letu.

Problémy s používáním

Přímé proudové tryskové motory mají některé nevýhody. Jsou schopni pracovat pouze v té rovině, která je v pohybu. Letouny, které jsou v klidu, nemohou být aktivovány přímými drahami. Aby bylo možné zvednout letoun, je zapotřebí jakýkoli jiný startovací motor.

Odstraňování problémů

Princip provozu tryskového motoru typu proudový letadla, který je prostý nevýhod ram RD, aby letadla návrhářům vytvářet nejpokročilejší letadlo. Jak se tento vynález?

Hlavním prvkem turbodmychadla je plynová turbína. S jeho pomocí se aktivuje vzduchový kompresor, který prochází skrz vzduch, který je přiváděn do speciální komory. Výsledné produkty spalování paliva (obvykle petrolej) spadají na lopatky turbíny, než to pohání. Dále průtok vzduchu prochází do trysky, kde se zrychluje na vysoké rychlosti a vytváří obrovskou reaktivní tažnou sílu.

Zvýšení výkonu

Reaktivní tažná síla se může během krátké doby výrazně zvýšit. Za tímto účelem se používá spalování. Jedná se o vstřikování dodatečného množství paliva do proudu plynu, který uniká z turbíny. Nepoužívaný v turbíně, kyslík přispívá ke spalování petroleje, což zvyšuje tah motoru. Při vysokých rychlostech dosahuje zvýšení jeho hodnoty 70% a při malých rychlostech dosahuje 25-30%.