Стартовая энергия может накапливаться в самолетах или других транспортных средствах с газовым топливом (химическим или ядерным) или поступать извне (например, солнечная энергия).
Реактивный двигатель: принцип работы (кратко). Принцип работы реактивного двигателя самолета
1939 год, Германия — Первый самолет с реактивным двигателем поднялся в небо. Он был быстрее, чем истребители того времени. Однако он потреблял больше топлива и требовал более длинных взлетно-посадочных полос. Несмотря на недостатки, это был прорыв в авиации.
Сегодня эта усовершенствованная силовая установка используется для запуска ракет, космических аппаратов, гражданских и военных самолетов. Давайте рассмотрим его преимущества и недостатки более подробно.
Реактивный двигатель: принцип действия и типы
Двигатели, создающие тягу путем преобразования внутренней энергии топлива в кинетическую энергию исполнительного механизма, называются реактивными двигателями.
Рабочее тело выходит из сопла с большой скоростью и оказывает силу реакции, направленную в противоположную сторону. Согласно закону сохранения импульса, продукты сгорания и двигатель движутся в противоположных направлениях.
Если воздушный шар надуть и отпустить без привязи, он превращается в простой реактивный двигатель. Рабочее тело (воздух, надутый внутри шарика) сдувается, и шарик движется в обратном направлении.
Для работы реактивного двигателя необходимы следующие компоненты
- Топливо.
- Камера сгорания (реактор), в которой внутренняя энергия топлива преобразуется в тепловую энергию для рабочего тела.
- Сопло, через которое продукты сгорания топлива выходят под давлением, обеспечивая реактивную тягу двигателя.
- Воздушная струя — тепловая энергия вырабатывается при сжигании топлива в присутствии кислорода.
- Ракета — работает в вакууме.
Немного теории или как летают самолеты
Основным параметром, определяющим рабочие характеристики реактивного двигателя, является тяга (или сила тяги), которую двигатель создает в направлении движения самолета. Он описывается следующим уравнением.
P = G x (c —v), где P — тяга, G — расход рабочей жидкости в секунду, c — скорость потока струи и v — скорость полета.
Для его создания требуется целый ряд различных факторов.
- Первичный источник энергии, который преобразуется в кинетическую энергию струи
- Топливо, которое образует течение и запускается реактивным двигателем
- Сам реактивный двигатель, в котором происходит указанный процесс.
Первичная энергия, используемая в РДД, — это энергия сгорания химических веществ. Другими словами, это типичный тепловой двигатель. Основным условием работы такой системы является то, что перед началом цикла расширения давление в рабочем теле превышает атмосферное. Чем больше разница, тем выше показатели ЭРЭ. Все существующие типы реактивных двигателей отличаются в основном способом достижения этой разницы давлений, и это различие определяет их основные технические характеристики.
Рабочим телом газовой турбины является смесь продуктов сгорания топлива и доли воздуха, оставшегося после использования кислорода. Для окисления 1 кг парафина, основного топлива для реактивного двигателя, требуется около 15 кг воздуха.
Конструкция каждого реактивного двигателя включает камеру сгорания, где топливо окисляется, и сопло, выбрасывающее горячие газы и преобразующее тепловую энергию в кинетическую для создания наддува.
Реактивные двигатели — это двигатели, импульс которых создается за счет реакции (отдачи) обтекающего рабочего тела. Они отличаются газовыми и ракетными двигателями … Большой энциклопедический словарь.
Содержание
Существуют две основные категории реактивных двигателей.
-
— тепловые двигатели, которые используют энергию окисления горючегокислородомвоздуха, забираемого из атмосферы. Рабочее тело этих двигателей представляет собой смесь продуктов горения с остальными компонентами забранного воздуха. — содержат все компоненты рабочего тела на борту и способны работать в любой среде, в том числе и в безвоздушном пространстве.
Составные части реактивного двигателя
Для каждого реактивного двигателя требуется как минимум два компонента.
-
(«химический реактор») — в нем происходит освобождение химической энергии топлива и её преобразование в тепловую энергиюгазов. («газовый туннель») — в котором тепловая энергия газов переходит в их кинетическую энергию, когда из сопла газы вытекают наружу с большой скоростью, тем создавая реактивную тягу.
Основные технические параметры реактивного двигателя
Основным техническим параметром, характеризующим реактивный самолет, является толчок (также называемый толкающей силой) — мощность, которую развивает двигатель в направлении движения транспортного средства.
Помимо тяги, ракеты характеризуются особой силой тяги. Это показатель степени целостности или качества двигателя. Он также является показателем производительности двигателя. На следующей диаграмме графически показаны верхние значения этого показателя для различных типов авиационных двигателей в зависимости от скорости полета, выраженной в виде числа Маха, и видна площадь каждого типа двигателя.
С тех пор и до сегодняшнего дня реактивные авиационные двигатели являются основными двигателями, используемыми при производстве самолетов. Благодаря им современные самолеты могут развивать скорость до 800 км/ч.
Явление отдачи
Со временем наука не стояла на месте. На смену простым механическим двигателям пришли паровые, топливные и электрические двигатели.
Но исследования и разработки на этом не закончились. Как всегда, на помощь пришла природа. Это почти всегда приводило изобретателей к удивительным открытиям.
Такие морские организмы, как осьминоги, кальмары и каракатицы, дали неожиданные результаты. То, как двигались эти морские существа, напоминало короткий рывок. Казалось, что их тела движутся вперед, удаляясь от чего-то.
Эти наблюдения были несколько схожи с наблюдениями Хьюгенса о стрельбе и артиллерии, рассмотренными выше.
Таким образом, в физике появилось понятие «феномен отдачи». Мы обнаружили, что это явление является источником всего движения на Земле. Автомобили отскакивают от земли, корабли отскакивают от воды и т.д.
Движение тела происходит за счет передачи импульса от одного объекта к другому. Чтобы проиллюстрировать это явление, давайте рассмотрим простой пример. Вы решили толкнуть своего друга в плечо и приложили определенную силу, так что он сдвинулся с места, но вы также испытали силу, толкающую в противоположном направлении.
Конечно, расстояние, которое вы и ваш друг пройдете, зависит от различных факторов: сколько вы весите, как сильно вы толкаетесь.
Реактивный двигатель и принцип его работы
Поэтому мы постепенно рассмотрели самый распространенный тип двигателя в авиации и ракетостроении — реактивный двигатель.
Каждый из нас может воочию наблюдать феномен реакции на реактивного человека. Все, что вам нужно сделать, это надуть воздушный шар и отпустить его. Все знают, что происходит дальше: из воздушного шара выходит струя воздуха и перемещает тело шара в противоположном направлении.
Я согласен, что это очень похоже на то, как кальмар создает струю воды, которая разрывает мышцы и толкает их в противоположном направлении.
В его основе лежит реактивный двигатель. В двигатель поступает поток воздуха, который сгорает в камере сгорания и смешивается с топливом, в результате чего образуется реактивная струя, которая движет тело вперед.
Принцип работы очень прост, но конструкция таких двигателей очень сложна и требует самых точных расчетов.
Устройство реактивного двигателя
- Компрессор, который всасывает воздух в двигатель, …
- Камера сгорания, в которой топливо и воздух смешиваются и сгорают.
- Турбулентность.
- Сопло — это самый важный элемент, который преобразует внутреннюю энергию в «движущую силу» — кинетическую энергию.
Общее взаимодействие этих элементов создает очень мощный реактивный двигатель и обеспечивает объекту, на котором установлен двигатель, максимальную скорость.
Без взаимодействия этой системы с телом и окружающей средой движение любого рода было бы невозможно. Для выполнения реактивных движений не требуется никакого взаимодействия с телом.
Первое серийное производство самолетов с турбонаддувом
Первым в мире серийным турбокомпрессором стал немецкий Messerschmitt ME-262. Он имел два двигателя, толкал 900 кг и мог разгоняться до 845 км/ч. Первый самолет был испытан в 1942 году, а всего было построено 1300 таких самолетов.
Первый британский серийный самолет появился в 1943 году. Это был Gloster G-41 Meteor с двумя двигателями Derwent. Он развивал скорость до 760 км/ч и летал на высоте 9000 м. Позже были построены самолеты с более мощными двигателями (импульс 1600 кг), позволявшие развивать скорость до 935 км/ч. Самолет показал очень хорошие результаты и оставался в производстве до конца 1940-х годов.
P = G x (c —v), где P — тяга, G — расход рабочей жидкости в секунду, c — скорость потока струи и v — скорость полета.
Презентация на тему «История развития реактивного движения»
Отметим, что в соответствии с Федеральным законом «Об образовании в Российской Федерации» 273-ФЗ в организациях, осуществляющих образовательную деятельность, обучение и воспитание обучающихся с ограниченными возможностями здоровья организуется как в отдельных классах, так и в группах с другими обучающимися.
Рабочие листы и материалы для учителей и
Более 2500 учебных материалов для школьного и домашнего обучения
Курсы переподготовки
‘Результативность обучения: эффективное обучение иностранному языку детей дошкольного возраста’
Сертификаты и скидки для каждого участника
История реактивного движения
Что такое реактивная тяга? Реактивное движение — это движение, которое возникает, когда часть тела отделяется от него с определенной скоростью. Особенностью этого движения является то, что тело может ускоряться и замедляться без какого-либо внешнего взаимодействия с другими телами.
Без взаимодействия этой системы с телом и окружающей средой движение любого рода было бы невозможно. Для выполнения реактивных движений не требуется никакого взаимодействия с телом.
Реактивное движение основано на третьем законе Ньютона
Принципы реактивного движения известны давно. Ο πρόγονος της αντιδραστικής κίνησης μπορεί να θεωρηθεί η μπάλα του Ήρωνα.
В первом веке нашей эры один из великих ученых Древней Греции, Герон Александрийский, написал трактат под названием «Дух». Под одной из фигур описано устройство под названием шар Aeolipil «Эола». Это устройство представляло собой медный котел, установленный на подставках. От крышки котла вверх поднимались две трубки, к которым прикреплялся шар. Трубки были прикреплены к шару, чтобы он мог свободно вращаться в шарнире. В то же время пар из котла мог поступать в сферу через эти трубки. Шар имел две изогнутые трубки, так что выходящий из них пар мог вращать шар.ジャンパー
Китайцы были первыми, кто использовал принцип реактивной тяги.
В конце первого тысячелетия нашей эры в Китае была изобретена реактивная тяга, которая приводила в движение ракеты — бамбуковые трубки, наполненные порохом, которые также использовались для развлечения. В 18 веке военные ракеты использовались в сражениях между Индией и Англией и в русско-турецких войнах.
Реактивный двигатель Одним из самых важных изобретений человечества в 20 веке стало изобретение реактивного двигателя, который позволил человеку путешествовать в космосе. Реактивный двигатель — это двигатель, который преобразует химическую энергию топлива в кинетическую энергию реактивного газа, и двигатель набирает скорость в обратном направлении.
