Theo chuyển động của máy bay phản lực được hiểu, trong đó một trong các bộ phận của nó được tách ra khỏi cơ thể ở một tốc độ nhất định. Lực sinh ra tự tác dụng. Nói cách khác, cô ấy thậm chí còn thiếu một chút tiếp xúc với cơ thể bên ngoài.
Động cơ phản lực trong tự nhiên
Trong một kỳ nghỉ hè ở miền Nam, hầu như ai trong chúng ta khi đi bơi ở biển đều gặp sứa. Nhưng ít ai nghĩ đến việc những con vật này lại chuyển động giống động cơ phản lực. Nguyên tắc hoạt động trong tự nhiên của một đơn vị như vậy có thể được quan sát thấy khi di chuyển một số loại sinh vật phù du biển và ấu trùng chuồn chuồn. Hơn nữa, hiệu quả của những động vật không xương sống này thường cao hơn so với các phương tiện kỹ thuật.
Ai khác có thể chứng minh cách hoạt động của động cơ phản lực? Mực, bạch tuộc và mực nang. Một chuyển động tương tự cũng được thực hiện bởi nhiều loài nhuyễn thể biển khác. Lấy ví dụ, mực nang. Cô ấy lấy nước vào khoang mang của mình và mạnh mẽ đẩy nó ra ngoài qua một cái phễu mà cô ấy hướng về phía sau hoặc sang một bên. Trong đónhuyễn thể có thể di chuyển theo đúng hướng.
Nguyên lý hoạt động của động cơ phản lực cũng có thể được quan sát khi di chuyển mỡ lợn. Động vật biển này lấy nước vào một khoang rộng. Sau đó, các cơ trên cơ thể anh ta co lại, đẩy chất lỏng ra ngoài qua lỗ ở phía sau. Phản ứng của máy bay phản lực tạo ra cho phép động vật di chuyển về phía trước.
Tên lửa biển
Nhưng mực đã đạt được sự hoàn hảo nhất trong điều hướng máy bay phản lực. Ngay cả hình dạng của tên lửa dường như cũng được sao chép từ loài sinh vật biển đặc biệt này. Khi di chuyển ở tốc độ thấp, con mực định kỳ uốn cong chiếc vây hình kim cương của mình. Nhưng để ném nhanh, anh ta phải sử dụng "động cơ phản lực" của riêng mình. Nguyên lý hoạt động của tất cả các cơ và cơ thể của anh ấy đáng được xem xét chi tiết hơn.
Mực có một lớp áo đặc biệt. Đây là mô cơ bao quanh cơ thể anh ta từ mọi phía. Trong quá trình di chuyển, con vật hút một khối lượng lớn nước vào lớp áo này, phun mạnh một tia thông qua một vòi hẹp đặc biệt. Những hành động như vậy cho phép mực ống di chuyển giật lùi về phía sau với tốc độ lên đến 70 km một giờ. Trong quá trình di chuyển, con vật tập hợp tất cả mười xúc tu của mình thành một bó, giúp cơ thể có hình dáng thuôn dài. Vòi phun có một van đặc biệt. Động vật biến nó với sự trợ giúp của sự co cơ. Điều này cho phép các sinh vật biển thay đổi hướng. Vai trò của bánh lái trong chuyển động của mực cũng do các xúc tu của nó đảm nhận. Anh ấy hướng họ sang trái hoặc phải, xuốngtrở lên, dễ dàng tránh va chạm với các chướng ngại vật khác nhau.
Có một loài mực (stenoteuthys), giữ danh hiệu hoa tiêu giỏi nhất trong các loài động vật có vỏ. Mô tả nguyên lý hoạt động của động cơ phản lực - và bạn sẽ hiểu tại sao khi đuổi cá, loài vật này đôi khi lại nhảy lên khỏi mặt nước, thậm chí lên boong của những con tàu đang lao qua đại dương. Nó xảy ra như thế nào? Phi công mực, đang ở trong phần tử nước, phát triển lực đẩy phản lực tối đa cho anh ta. Điều này cho phép anh ta bay trên những con sóng ở khoảng cách lên đến 50 mét.
Nếu xét về động cơ phản lực thì có thể kể đến nguyên lý hoạt động của con vật nào hơn? Thoạt nhìn, đây là những con bạch tuộc rộng thùng thình. Những tay bơi của họ không nhanh như mực, nhưng trong trường hợp nguy hiểm, ngay cả những người chạy nước rút giỏi nhất cũng có thể ghen tị với tốc độ của họ. Các nhà sinh vật học đã nghiên cứu sự di cư của bạch tuộc đã phát hiện ra rằng chúng di chuyển giống như động cơ phản lực hoạt động.
Con vật với mỗi tia nước văng ra khỏi phễu sẽ khiến người ta giật một cái dài hai, thậm chí hai mét rưỡi. Đồng thời, con bạch tuộc bơi theo một cách kỳ lạ - ngược lại.
Các ví dụ khác về động cơ phản lực
Có tên lửa trong thế giới thực vật. Nguyên tắc của động cơ phản lực có thể được quan sát khi, ngay cả khi chạm rất nhẹ, “dưa chuột điên điển” bật ra khỏi cuống ở tốc độ cao, đồng thời loại bỏ chất lỏng dính với hạt. Đồng thời, bản thân thai nhi cũng bay một khoảng cách đáng kể (lên đến 12 m) theo hướng ngược lại.
Nguyên lý của động cơ phản lực cũng có thể được quan sát,khi ở trên thuyền. Nếu ném những viên đá nặng từ nó vào nước theo một hướng nhất định, thì chuyển động sẽ bắt đầu theo hướng ngược lại. Nguyên lý hoạt động của động cơ phản lực tên lửa cũng vậy. Chỉ có khí được sử dụng thay vì đá. Chúng tạo ra một lực phản ứng cung cấp chuyển động cả trong không khí và trong không gian hiếm.
Hành trình tuyệt vời
Nhân loại từ lâu đã mơ ước được bay vào vũ trụ. Điều này được chứng minh qua các tác phẩm của các nhà văn khoa học viễn tưởng, những người đã đưa ra nhiều phương tiện để đạt được mục tiêu này. Ví dụ, anh hùng trong câu chuyện của nhà văn Pháp Hercule Savignin, Cyrano de Bergerac, đã lên được mặt trăng trên một chiếc xe đẩy bằng sắt, trên đó có một nam châm mạnh liên tục được ném lên. Munchausen nổi tiếng cũng đến được hành tinh tương tự. Một thân cây đậu khổng lồ đã giúp anh ta thực hiện cuộc hành trình.
Động cơ phản lực đã được sử dụng ở Trung Quốc ngay từ thiên niên kỷ đầu tiên trước Công nguyên. Đồng thời, những ống tre, nứa chứa đầy thuốc súng được dùng như một loại tên lửa để mua vui. Nhân tiện, dự án về chiếc ô tô đầu tiên trên hành tinh của chúng ta, do Newton tạo ra, cũng với động cơ phản lực.
Lịch sử hình thành RD
Duy nhất trong ngày 19 c. Giấc mơ của loài người về không gian vũ trụ bắt đầu có được những đặc điểm cụ thể. Rốt cuộc, chính trong thế kỷ này, nhà cách mạng Nga N. I. Kibalchich đã tạo ra dự án máy bay có động cơ phản lực đầu tiên trên thế giới. Tất cả các giấy tờ được vẽ bởi một Narodnaya Volya trong tù, nơi anh ta kết thúc sau vụ ám sát Alexander. Nhưng, thật không may, vào ngày 1881-04-03Kibalchich đã bị thực thi, và ý tưởng của anh ấy không được triển khai thực tế.
Đầu 20 c. Ý tưởng sử dụng tên lửa cho các chuyến bay vào vũ trụ do nhà khoa học người Nga K. E. Tsiolkovsky đưa ra. Lần đầu tiên, công trình mô tả chuyển động của một vật có khối lượng thay đổi dưới dạng một phương trình toán học của ông, được xuất bản vào năm 1903. Sau đó, nhà khoa học đã phát triển sơ đồ của một động cơ phản lực chạy bằng nhiên liệu lỏng.
Ngoài ra, Tsiolkovsky đã phát minh ra tên lửa nhiều tầng và đưa ra ý tưởng tạo ra các thành phố không gian thực trong quỹ đạo gần Trái đất. Tsiolkovsky đã chứng minh một cách thuyết phục rằng phương tiện duy nhất để bay vào vũ trụ là một tên lửa. Đó là, một bộ máy được trang bị động cơ phản lực, được nạp nhiên liệu và chất oxy hóa. Chỉ một tên lửa như vậy mới có khả năng vượt qua trọng lực và bay ngoài bầu khí quyển của Trái đất.
Khám phá không gian
Một bài báo của Tsiolkovsky, được đăng trên tạp chí "Tạp chí Khoa học" định kỳ, đã tạo nên danh tiếng của nhà khoa học như một người mơ mộng. Không ai xem xét các lập luận của mình một cách nghiêm túc.
Ý tưởng của Tsiolkovsky được thực hiện bởi các nhà khoa học Liên Xô. Đứng đầu là Sergei Pavlovich Korolev, họ đã phóng vệ tinh Trái đất nhân tạo đầu tiên. Vào ngày 4 tháng 10 năm 1957, bộ máy này được đưa vào quỹ đạo bằng một tên lửa có động cơ phản lực. Công việc của RD dựa trên sự chuyển đổi năng lượng hóa học, được nhiên liệu chuyển sang phản lực khí, biến thành động năng. Trong trường hợp này, tên lửa chuyển động theo hướng ngược lại.hướng.
Động cơ phản lực, nguyên lý đã được sử dụng trong nhiều năm, không chỉ ứng dụng trong du hành vũ trụ mà còn được ứng dụng trong hàng không. Nhưng trên hết nó được dùng để phóng tên lửa. Rốt cuộc, chỉ RD mới có thể di chuyển thiết bị trong một không gian mà không có phương tiện nào.
Động cơ phản lực lỏng
Những ai đã bắn súng hoặc chỉ đơn giản là quan sát quá trình này từ một bên đều biết rằng có một lực chắc chắn sẽ đẩy nòng súng trở lại. Hơn nữa, với số lượng phí lớn hơn, chắc chắn lợi nhuận thu về sẽ tăng lên. Động cơ phản lực hoạt động theo cách tương tự. Nguyên lý hoạt động của nó tương tự như cách thùng bị đẩy lùi dưới tác dụng của một luồng khí nóng.
Đối với tên lửa, quá trình đốt cháy hỗn hợp diễn ra từ từ và liên tục. Đây là động cơ nhiên liệu rắn, đơn giản nhất. Anh ấy nổi tiếng với tất cả các nhà mô hình tên lửa.
Trong động cơ phản lực đẩy chất lỏng (LPRE), hỗn hợp bao gồm nhiên liệu và chất oxy hóa được sử dụng để tạo ra chất lỏng hoạt động hoặc phản lực đẩy. Cuối cùng, theo quy luật, là axit nitric hoặc oxy lỏng. Nhiên liệu trong LRE là dầu hỏa.
Nguyên tắc hoạt động của động cơ phản lực, trong những mẫu đầu tiên, vẫn được giữ nguyên cho đến ngày nay. Chỉ bây giờ nó mới sử dụng hydro lỏng. Khi chất này bị oxy hóa, xung lực riêng tăng 30% so với động cơ tên lửa đẩy chất lỏng đầu tiên. Điều đáng nói là ý tưởng sử dụng hydro đãdo chính Tsiolkovsky đề xuất. Tuy nhiên, những khó khăn khi làm việc với chất cực dễ nổ này vào thời điểm đó đơn giản là không thể vượt qua.
Nguyên lý làm việc của động cơ phản lực là gì? Nhiên liệu và chất ôxy hóa đi vào buồng làm việc từ các thùng riêng biệt. Tiếp theo, các thành phần được chuyển thành một hỗn hợp. Nó cháy, giải phóng một lượng nhiệt khổng lồ dưới áp suất hàng chục atm.
Các thành phần đi vào buồng làm việc của động cơ phản lực theo những cách khác nhau. Chất oxy hóa được giới thiệu trực tiếp ở đây. Nhưng nhiên liệu đi một con đường dài hơn giữa các bức tường của buồng và vòi phun. Tại đây, nó được làm nóng và đã có nhiệt độ cao, được đưa vào vùng cháy thông qua nhiều vòi phun. Hơn nữa, tia phản lực được tạo thành bởi vòi phun sẽ nổ ra và cung cấp cho máy bay một mômen đẩy. Đây là cách bạn có thể biết được nguyên lý hoạt động của động cơ phản lực là gì (một cách ngắn gọn). Mô tả này không đề cập đến nhiều thành phần, nếu không có nó thì hoạt động của LRE sẽ không thể thực hiện được. Trong số đó có các máy nén cần thiết để tạo ra áp suất cần thiết cho quá trình phun, van, tua bin cung cấp, v.v.
Cách sử dụng hiện đại
Mặc dù thực tế là hoạt động của động cơ phản lực đòi hỏi một lượng lớn nhiên liệu, động cơ tên lửa vẫn tiếp tục phục vụ con người ngày nay. Chúng được sử dụng làm động cơ đẩy chính trong các phương tiện phóng, cũng như động cơ điều khiển cho các tàu vũ trụ và trạm quỹ đạo khác nhau. Trong hàng không, các loại đường lăn khác được sử dụng, có các đặc tính hoạt động hơi khác nhau vàthiết kế.
Phát triển hàng không
Từ đầu thế kỷ 20 cho đến khi Chiến tranh thế giới thứ hai bùng nổ, con người chỉ bay bằng máy bay cánh quạt. Các thiết bị này được trang bị động cơ đốt trong. Tuy nhiên, sự tiến bộ không hề dậm chân tại chỗ. Với sự phát triển của nó, cần phải tạo ra những chiếc máy bay mạnh hơn và nhanh hơn. Tuy nhiên, ở đây các nhà thiết kế máy bay đang phải đối mặt với một vấn đề dường như không thể giải quyết được. Thực tế là ngay cả khi công suất động cơ tăng nhẹ, khối lượng của máy bay cũng tăng lên đáng kể. Tuy nhiên, lối thoát cho tình huống được tạo ra đã được cầu thủ người Anh Frank Will tìm ra. Ông đã tạo ra một động cơ mới về cơ bản, được gọi là máy bay phản lực. Phát minh này đã tạo động lực mạnh mẽ cho sự phát triển của ngành hàng không.
Nguyên lý hoạt động của động cơ phản lực máy bay tương tự như hoạt động của vòi cứu hỏa. Vòi của nó có một đầu thuôn nhọn. Chảy ra qua một khe hở hẹp, nước làm tăng đáng kể tốc độ của nó. Lực ép ngược tạo ra trong trường hợp này rất mạnh khiến người lính cứu hỏa khó có thể cầm vòi trong tay. Hành vi này của nước cũng có thể giải thích nguyên tắc hoạt động của động cơ phản lực máy bay.
Đường lăn định hướng
Loại động cơ phản lực này là đơn giản nhất. Bạn có thể hình dung nó ở dạng một đường ống với hai đầu hở, được lắp đặt trên một mặt phẳng chuyển động. Ở phía trước mặt cắt của nó mở rộng. Do thiết kế này, không khí đi vào giảm tốc độ và áp suất của nó tăng lên. Điểm rộng nhất của một đường ống như vậylà buồng đốt. Đây là nơi nhiên liệu được bơm vào và sau đó được đốt cháy. Quá trình như vậy góp phần làm nóng các khí được hình thành và sự giãn nở mạnh của chúng. Điều này tạo ra lực đẩy của động cơ phản lực. Nó được tạo ra bởi tất cả các chất khí giống nhau khi chúng phụt ra với lực từ đầu hẹp của đường ống. Chính lực đẩy này đã làm cho máy bay bay được.
Vấn đề khi sử dụng
Động cơ Sramjet có một số nhược điểm. Chúng chỉ có thể hoạt động trên máy bay đang chuyển động. Máy bay đang dừng không thể được kích hoạt bằng đường lăn dòng chảy trực tiếp. Để nâng một chiếc máy bay như vậy lên không trung, cần phải có bất kỳ động cơ khởi động nào khác.
Giải quyết vấn đề
Nguyên lý hoạt động của động cơ phản lực của máy bay loại tuốc bin phản lực, không có khuyết điểm của đường lăn dòng chảy trực tiếp, đã cho phép các nhà thiết kế máy bay tạo ra loại máy bay tiên tiến nhất. Sáng chế này hoạt động như thế nào?
Phần tử chính trong động cơ tuốc bin phản lực là tuabin khí. Với sự trợ giúp của nó, một máy nén khí được kích hoạt, đi qua đó khí nén được dẫn đến một buồng đặc biệt. Các sản phẩm thu được do quá trình đốt cháy nhiên liệu (thường là dầu hỏa) rơi vào các cánh của tuabin dẫn động nó. Hơn nữa, dòng khí-không khí đi vào vòi phun, nơi nó tăng tốc đến tốc độ cao và tạo ra một lực đẩy phản lực rất lớn.
Tăng sức mạnh
Lực đẩy phản ứng có thểtăng đáng kể trong một khoảng thời gian ngắn. Đối với điều này, đốt cháy sau khi được sử dụng. Đó là sự phun thêm một lượng nhiên liệu vào dòng khí thoát ra từ tuabin. Ôxy chưa được sử dụng trong tuabin góp phần đốt cháy dầu hỏa, làm tăng lực đẩy của động cơ. Ở tốc độ cao, mức tăng giá trị của nó đạt 70% và ở tốc độ thấp - 25-30%.
