рр. реферат по физике(нормальный). Движение тела переменной массы
 Скачать 0.52 Mb.
|
|
Министерство образования Иркутской области ГПАОУ ИО «Ангарский индустриальный техникум» Тема: «Движение тела переменной массы» Выполнил студент 1 курса 11группы Специальность «Слесарь по ремонту строительных машин» Баранков Кирилл Проверила Преподаватель физики Малых Е В Ангарск,2022 Содержание Введение……………………………………………………………….3-4 История развития реактивной техники………………………………..4-5 1.2 Зарождение идей создания реактивной техники………………………..5-6 1.3Развитие опытных работ ……………………………………………….7-8 Механика тел переменной массы………………………………………….8-9 2.1 Уравнение Мещерского……………………………………………….10-14 2.2 Уравнение Циолковского……………………………………………14-17 Реактивные двигатели …………………………………………….17-20 Заключение………………………………………………………………..20 Список литературы……………………………………………………….20 Введение В современной технике возникают случаи, когда масса точки и системы не остается постоянной в процессе движения, а изменяется. Так, например, при полете космических ракет, вследствие выбрасывания продуктов сгорания и отделения ненужных частей ракеты изменения массы достигают 90-95 % общей начальной величины. Довольно значительно изменяется масса при полете современных реактивных самолетов вследствие расхода топлива при работе двигателей и в ряде других случаев. Область практического применения механики тел переменной массы далеко не ограничивается реактивными аппаратами и ракетной техникой. Случаи движения тел, когда их масса меняется, можно указать в самых различных областях промышленности. Легко понять, например, что вращающееся веретено, на которое навивается нить, изменяет свою массу в процессе движения. Рулон бумаги, когда он разматывается на валу типографской машины, также даёт нам пример тела, масса которого уменьшается с течением времени. Многочисленные примеры движения тел, масса которых изменяется с течением времени, мы можем наблюдать и в природе. Например, масса Земли возрастает вследствие падения на неё метеоритов. Масса падающего метеорита, движущегося в атмосфере, убывает вследствие того, что частицы метеорита отрываются или сгорают. Плавающая льдина - пример тела, масса которого убывает вследствие таяния или возрастает вследствие намерзания. Масса Солнца возрастает от налипания "космической пыли" и уменьшается от излучения и т. д. Вообще изменение массы движущихся тел может происходить вследствие сгорания, испарения, растворения, намерзания, налипания, излучения и т. д. Механика тел переменной массы имеет большое значение для правильного описания движения планет и особенно Луны. Сравнивая прежние наблюдения над Луной с собственными и наблюдениями современников, Галлей нашёл, что период обращения Луны вокруг Земли уменьшается. Это уменьшение означает увеличение средней скорости её движения по орбите. Влияние ускорения движения Луны на положение её на орбите возрастает с течением времени (пропорционально квадрату времени), и, таким образом, даже если оно и мало, его можно сравнительно легко обнаружить по прошествии больших промежутков времени. Уменьшение периода обращения Луны вокруг Земли составляет примерно полсекунды за 2000 лет. Частично, как показал Лаплас, величина ускорения может быть объяснена уменьшением эксцентриситета земной орбиты. Вторая часть векового ускорения зависит от изменения массы Земли и Луны, вызываемого падением на них метеоритов. Оказывается, что согласие наблюдений и вычислений получается хорошим, если допустить, что радиус Земли возрастает от массы падающих метеоритов на 0,5 миллиметра в столетие. 1.1История развития реактивной техники В  первые теорией развития ускоренного и замедленного движения занимался Бенедетти (1587г.). Развитие этой теории было дано Галилеем (1596г.), а затем Гюйгенсом (1673г.). Последнему уже был известен принцип действия и противодействия, однако точная его формулировка была дана Ньютоном в 1687г. Ньютон первый высказал идею, что межпланетные путешествия могут быть осуществлены при помощи двигателей прямой реакции или простых ракет, которые сообщают связанному с ним телу движение путем отбрасывания массы, взятой с собой до начала движения. Рисунок из книги Казимира Сименовичача 1650 г. Один из первых рисунков с изображением ракет был опубликован в труде военного инженера и генерала от артиллерии Казимира Сименовича, уроженца Витебского воеводства Речи Посполитой, «Artis Magnae Artilleriae pars prima» (лат. «Великое искусство артиллерии часть первая»), напечатанном в 1650 году в Амстердаме, Нидерланды. На нём — трехступенчатая ракета, в которой третья ступень вложена во вторую, а обе они вместе — в первую ступень. В головной части помещался состав для фейерверка. Ракеты были начинены твёрдым топливом – порохом. Это изобретение интересно тем, что оно более трёхсот лет назад предвосхитило направление, по которому пошла современная ракетная техника. В 1736 г. Д.Бернули сформулировал теорию реактивного действия водяной струи. Двумя годами позже в своем сочинении "Гидродинамика" он предложил использовать истечение воды из труб для перемещения морских судов. Вскоре после появления воздушных шаров стали предлагаться проекты установки на них ракетного двигателя. Точно так же появились предложения применить ракетный принцип движения для аппаратов тяжелее воздуха. В проекте русского революционера Н.И. Кибальчича, написанного им в 1881 г. накануне казни описывается ракетный аппарат, в котором работа двигателя поддрживается сжиганием пороховых зарядов, послдедовательно вводимых в камеру сгорания. В Франции первым борцом за идею использования двигателей прямой ракции был Р. Лорэн(с 1907г.) Он выдвинул проекты ракетных самолетов, а также "воздушных торпед", управляемых на расстоянии с помощью электрических механизмов и предназначенных для военных целей и переброски почты. Для увеличения КПД ракетного аппарата Лорэн предложил применить разгон его с помощью электрической катапульты. В качестве горючего ученый предлагал использовать этиловый спирт. Зарождение идей создания реактивной техники Устройство ракеты В настоящее время создано большое количество различных видов ракетной техники, рассмотрим наиболее характерные особенности составных частей ракеты. Ракета состоит из: Космического корабля – там живут космонавты; Приборного отсека – там проводятся все исследования и там располагаются все нужные инструменты и приборы; Бака с окислителем; Бака с горючим; Насосов, которые подают окислитель и горючее в камеру сгорания; Камера сгорания, в которой сжигается горючее; Сопло, из которого с огромной скоростью вылетают горящие газы. Когда газы резко вылетают из сопла – ракета устремляется вверх. Окислитель играет роль кислорода – без него в космическом вакууме не может происходить горение, и кислород решили заменить окислителем. Принципы действия ракеты Вот мы и дошли до самого, на мой взгляд, интересного, сейчас мы узнаем - каково устройство многоступенчатой ракеты. Разберем на классическом примере ракеты для полета в космос, описанном в трудах Циолковского, родоначальника ракетостроения. Именно им первым была опубликована принципиальная идея изготовления ракеты многоступенчатой. Для того чтобы преодолеть земное притяжение, ракете необходим большой запас топлива, при этом, чем больше топлива мы берем, тем больше получается масса ракеты. Поэтому для уменьшения массы ракеты их строят на принципе многоступенчатости. Каждую ступень можно рассматривать как отдельную ракету с собственным ракетным двигателем и запасом топлива для полета. Первая ступень космической ракеты самая большая, в ракете для полета в космос, двигателей 1ой ступени может быть до 6 и более, чем тяжелей груз необходимо вывести в космос, тем больше двигателей в первой ступени ракеты. В классическом варианте их три, расположены симметрично по краям равнобедренного треугольника как бы опоясывающего ракету по периметру. Эта ступень самая большая и мощная, именно она отрывает ракету от Земли. Когда топливо в первой ступени ракеты израсходовано вся ступень отбрасывается. После этого движением ракеты управляют двигатели второй ступени. Их иногда называют разгонными, поскольку именно с помощью двигателей второй ступени ракета достигает первой космической скорости, достаточной для выхода на околоземную орбиту. Так может повторяться несколько раз, при этом каждая ступень ракеты весит меньше предыдущей, поскольку с набором высоты сила притяжения Земли уменьшается. Сколько раз повторяется этот процесс столько и ступеней содержит космическая ракета. Последняя ступень ракеты предназначена для маневрирования и доставки полезного груза и космонавтов к месту назначения. Развитие опытных работ Первая чисто реактивная турбина, так называемая эолипил - паровая турбина, изобретённая Героном Александрийским, относится к 150 г до н.э. В составе имеет подогреваемый котёл с водой, и шар с загнутыми выводными трубками, вращающийся под действием реактивной тяги выходящего через эти трубки пара. Ракеты служили средством развлечения в Китае во время народных праздников еще в глубокой древности. В 13 веке ракеты начали применять на полях сражений преимущественно для создания пожаров в лагерях противника. В 1420 г. Фонтана дает описания и даже схемы ракетных экипажей, судов и торпед. В XV веке ракеты ракеты становятся еще более популярными .У Солмса (1547г.) находят упоминания о ракете с парашютом, у Нассау(1610г.) - описание подводных ракет. Первоначально ракеты снабжались длинными древками для придания им устойчивости. Но уже в XVII в. появляются эскизы ракет, снабженных плавниковыми стабилизаторами Области применения ракет постепенно расширялись. В XVII- XVIII вв. они применялись во время охоты для рассеивания стад зверей. В 1784 г. американец Рамзей сконструировал корабль, движимый струей отбрасываемой воды. Впервые для целей подачи условных сигналов ракета была предложена Бергштедтером (Германия) в 1786г. В 1806г. французскому пиротехнику К.Рюжжери удалось поднять живого барашка на высоту 200м. Барашек, целый и невредимый, спустился на землю на парашюте. В качестве боевого оружия ракеты были оценены особенно в XVIII в. Первые специальные войска для метания ракет появились в Индии, затем и в Европе. В 1813г. ракеты были применены в Лейпцигском сражении.Эти ракеты имели вес до 14.5 кг и дальность полета до 2.7 км. После изобретения нарезного оружия и введении бездымного пороха мощность пушечной артиллерии на много опередила возможности ракет того времени и во второй половине XIX в. ракетные войска были упразднены. Но развитие реактивной техники было уже не остановить. В 1886г. Бюиссон и Чиурку получили патент на применение ракетного двигателя для летательных аппаратов и морских судов. Этот двигатель состоял из 2-х цилиндров, в которых попеременно сжигалось топливо, продукты сгорания которого выпускались в особый приемник, откуда истекали в атмосферу через специальное отверстие, размеры которого можно было по желанию изменять. В конце XIX в. Деннис во Франции и Рорман в Германии испытали ракету, оснащенную фотокамерой. В патенте указано ,что пуск ракеты должен производиться под известным углом к горизонту, причем ракета несет с собой трос, другой конец которого привязан к установленному на земле барабану. Трос предназначался для возвращения ракеты к месту пуска. Для стабилизации фотоаппарата в определенном положении предусмотрен гироскоп. Во время Первой мировой войны во Франции проводились испытания ракет с инжекторными насадками, с целью использования их для нужд авиации. Первые систематические исследования ракет были опубликованы в 1919г. Годдардом. Ученый добился довольно высокого КПД ракетного двигателя (около 64%). В 1935г. жидкостные ракеты Годдарда достигли высоты полета 2.3 км и дальности полета -около 4 км. Значительных успехов в создании пороховых ракет в Германии добился Тилинг. По его данным высота вертикального подъема разработанных ракет до 8 км, а при стрельбе под углом- до 18 км Механика тел переменной массы МЕХАНИКА ТЕЛ ПЕРЕМЕННОЙ МАССЫ - раздел теоретической механики, в котором изучается движение материальных тел, масса которых изменяется во время движения. Основные исследования по механике тел переменной массы принадлежат И. В. Мещерскому и К. Э. Циолковскому. Задачи механики тел переменной массы выдвигаются развитием авиационной и ракетной техники, а также теоретической механики и астрономии. Термин "переменная масса" употребляется в этом разделе в совершенно ином смысле, чем в теории относительности. В теории относительности масса движущегося тела изменяется за счет изменения его скорости, причем никакого вещества во время движения тело не получает и не теряет. Напротив, в настоящем разделе говорится о медленном движении тел, масса которых меняется за счет потери или приобретения вещества. Например, масса автомобиля для поливки улиц уменьшается за счет вытекающих водяных струй; дождевая капля растет при падении в воздухе, пересыщенном водяными парами; масса ракеты или реактивного самолета уменьшается за счет истечения газов, образующихся при сгорании топлива. ем. массы для случая присоединения и отделения ч-ц, полученное в 1904 Мещерским, имеет вид:  где М — масса точки, v — её скорость, t — время, F — равнодействующая приложенных сил, V1 — относит. скорость отделяющихся ч-ц, ?dM1/dt? секундный расход массы, V2 — относит. скорость присоединяющихся ч-ц, ?dM2/dt? — секундный приход массы. Произведение (dM1/dt)V1=Ф1—реактивная тяга, a ( dM2/dt)V2=Ф2— тормозящая сила, обусловленная присоединением частиц. Для совр. ракет ур-ние движения получается из (*) при условии, что Ф2=0. В М. т. п. м. рассматриваются два класса задач: определение траектории центра масс и определение движения тела перем. массы около центра масс. В ряде случаев можно найти траекторные хар-ки движения центра масс, исходя из ур-ний динамики точки перем. массы. Изучение движения тел перем. массы около центра масс важно для исследования динамич. устойчивости реальных объектов (ракет, самолётов), их управляемости и манёвренности. К задачам М. т. п. м. относится также отыскание оптим. режимов движения, т. е. определение таких законов изменения массы тела или точки, при к-рых кинематич. или динамич. хар-ки их движения становятся наилучшими. Наиболее эфф. метод решения таких задач — вариационное исчисление. 2.1 Уравнение Мещерского Уравнение Мещерского И  ван Всеволодович Мещерский - один из крупнейших механиков конца XIX и начала XX столетий - посвятил свою жизнь созданию основ механики тел переменной массы. Частной задачей механики тела переменной массы является теория движения реактивных аппаратов, в которых изменение массы при движении обусловлено выбрасыванием (истечением) частиц сжигаемого запаса горючего. Ещё в конце XIX в. И. В. Мещерский опубликовал две работы, которые до сих пор остаются наилучшими во всей мировой литературе по реактивным способам движения. Общие его уравнения для точки переменной массы и некоторые частные случаи этих уравнений уже после их опубликования И. В. Мещерским "открывались" в XX в. вновь многими учёными Западной Европы и Америки (Годдар, Оберт, Эсно-Пельтри, Леви-Чивита и др.). Для точного исследования явлений движения тел с изменяющейся массой, доставляемых в большом числе и техникой и природой, требуется прежде всего установление основного уравнения движения точки переменной массы, так как всякое тело переменной массы можно представить как систему точек. Зная уравнение движения точки переменной массы, можно достаточно простыми методами получить основные уравнения движения любого тела. Фундаментальное уравнение динамики тел переменной массы было установлено в магистерской диссертации И. В. Мещерского, опубликованной в 1897 г.Движущееся тело при изменении массы в общем случае подвергается воздействию реактивной силы, если только относительная скорость отделяющихся частиц не равна нулю. Однако И. В. Мещерский начал разработку вопроса с того частного случая, когда реактивная сила не будет входить в расчёты. Теоретические результаты исследования движения в этом предположении были доложены И. В. Мещерским Петербургскому математическому обществу 15 января 1893 г. При этом из частных задач такого типа им была решена одна задача небесной механики, посвящённая изучению движения двух тел переменной массы. В 1893 г. основные выводы этого исследования были напечатаны в специальном астрономическом журнале. Вывод уравнения Мещерского: Рассмотрим движение материальной точки переменной массы. Дифференциальное уравнение движения точки переменной массы можно получить, используя закон независимого действия сил и теорему об изменении количества движения системы. Известно, что действующая на точку сила сообщает ей такое ускорение, которое не зависит от действия других сил. В случае точки переменной массы кроме приложенной к точке силы  , действуют силы, вызванные отделением от точки частиц массой d' М.Считаем, что изменения скорости  точки переменной массы от действия силы не зависят друг от друга, или общее изменение скорости  в течение времени dt складывается из изменения скорости  , от действия силы F при постоянной массе точки и изменения скорости , вызванного изменением массы точки в отсутствие силы . Имеем точку переменной массы M. От действия силы скорость точки постоянной массы изменяется за время dt в соответствии с основным законом динамики точки на величину: Изменение скорости за время dt, вызванное изменением массы точки в отсутствие силы , определяют по теореме об изменении количества движения системы постоянной массы. Так как механическая система, состоящая из точки переменной массы и отделившихся от нее частиц, свободна от действия внешних сил, то ее количество движения является постоянной величиной Внутренние силы взаимодействия точки с отделяющимися частицами не изменяют количества движения рассматриваемой системы. Применяя закон сохранения количества движения за промежуток времени от t до dtимеем: (2)У  читывая только взаимодействие точки переменной массы с отделившейся от нее частицей массы d' M за время dt и пренебрегая действием на точку и эту частицу ранее отделившихся частиц. Получим : так как в момент t имеется одна точка массой M(t), движущаяся со скоростью относительно системы координат Oxyz. В момент t+dt имеется точка массой M-d'M, скорость которой v+dv2, и отделившаяся частица массой d'M, скорость которой u, относительно той же системы координат Oxyz. Количество движения их в момент t+dt  Приравнивая согласно (2) количества движения после сокращения и отбрасывания малого члена второго порядка d'Mdv2 по сравнению с членами первого порядка, получаем  (3)при d'M>0, или включая знак минус в dM (тогда dM<0), имеем  Общее изменение скорости  Или, учитывая (1) и (3),  После умножения обеих частей этого равенства на массу точки М и деления на dt, получаем следующее дифференциальное уравнение движения точки переменной массы в векторной форме:  Полученное дифференциальное уравнение и есть дифференциальное уравнение Мещерского, полученное им впервые в 1897г. Если с точкой переменной массы связать подвижную систему координат, движущуюся поступательно относительно осей Oxyz, то абсолютную скорость  отделившейся частицы по теореме о сложении скоростей можно представить: Так как в данном случае  , то относительная скорость отделившейся частицы: Таким образом, получим выражение:  (4)Введем обозначение  ,тогда выражение примет вид:  Величина  - реактивная сила. Величина  - скорость изменения массы. Она характеризует изменение массы точки за единицу времени, например за секунду. Поэтому реактивная сила равна произведению секундного изменения массы точки на относительную скорость отделения частиц массы от точки переменной массы.В случае уменьшения массы точки с изменением времени величина является отрицательной, а при возрастании ее массы - положительной. При уменьшении массы точки вследствие отделения о нее частиц реактивная сила направлена в сторону, противоположную относительной скорости отделяющихся частиц  , а при увеличении массы точки величина >0 и реактивная сила направлена в сторону относительной скорости частиц Для реактивного двигателя скорость изменения массы является отрицательной величиной, равной секундному расходу массы, а - скорость вылета газа из сопла двигателя.Реактивная сила является тягой двигателя, обусловленной выбрасомгаза через сопло. Она направлена противоположно скорости вылета газа из сопла двигателя. Дифференциальные уравнения движения точки переменной массы превращаются в аналогичные уравнения для точки постоянной массы если величина равна нулю.2.2 Уравнение Циолковского Формула Циолковского К  . Э. Циолковского можно назвать отцом космонавтики. Он был первым, кто увидел в ракете средство для покорения человеком космоса. До Циолковского на ракету смотрели как на игрушку для развлечений или как на один из видов оружия. Заслуга К. Э. Циолковского состоит в том, что он теоретически обосновал возможность покорения космоса при помощи ракет, вывел формулу скорости движения ракеты, указал на критерии выбора топлива для ракет, дал первые схематические чертежи космических кораблей, привёл первые расчеты движения ракет в поле тяготения Земли и впервые указал на целесообразность создания на орбитах вокруг Земли промежуточных станций для полётов на другие тела Солнечной системы.Циолковский занимался механикой управляемого полета, в результате чего им был спроектирован управляемый аэростат (слово «дирижабль» тогда ещё не придумали). Циолковский первым предложил идею цельнометаллического дирижабля и построил его модель. Первым печатным трудом о дирижаблях был «Аэростат металлический управляемый» (1892), в котором дано научное и техническое обоснование конструкции дирижабля с металлической оболочкой. Прогрессивный для своего времени проект дирижабля Циолковского не был поддержан; автору было отказано в субсидии на постройку модели. Обращение Циолковского в Генеральный штаб русской армии также не имело успеха. В 1892 году он обратился к новой и мало изученной области летательных аппаратов тяжелее воздуха. Циолковскому принадлежит идея постройки аэроплана с металлическим каркасом. В статье «Аэроплан или Птицеподобная (авиационная) летательная машина» (1894) даны описание и чертежи моноплана, который по своему внешнему виду и аэродинамической компоновке предвосхищал конструкции самолётов, появившихся через 15—18 лет. В аэроплане Циолковского крылья имеют толстый профиль с округлённой передней кромкой, а фюзеляж — обтекаемую форму. Но работа над аэропланом, так же как над дирижаблем, не получила признания у официальных представителей русской науки. На дальнейшие изыскания Циолковский не имел ни средств, ни даже моральной поддержки. Основное место в научном творчестве К.Э.Циолковского занимают вопросы ракетодинамики и космонавтики. Наиболее ранние записи К.Э.Циолковского по вопросам межпланетных сообщений относятся к 1878-1879 годам, когда он начал составлять "астрономические чертежи", тогда же им был сконструирован прибор для изучения действия на живой организм ускорения силы тяжести. Первой научной работой, в которой ученый высказал мысль о возможности использования принципа реактивного движения для перемещения в мировом пространстве, была монография "Свободное пространство" (1883г.). В 1903 году в журнале "Научное обозрение" № 5 К.Э.Циолковский опубликовал работу "Исследование мировых пространств реактивными приборами", в которой впервые была научно обоснована возможность осуществления космических полетов при помощи жидкостных ракет и даны основные расчетные формулы их полета. Константин Эдуардович был первым в истории науки, кто строго сформулировал и исследовал прямолинейное движение ракет как тел переменной массы. В архиве Российской Академии наук сохранился листок, датированный 10 мая 1897 года, на котором была дана формула, впоследствии получившая имя этого великого ученого. Вывод формулы Циолковского Пусть точка переменной массы или ракета движется прямолинейно только под действием реактивной силы. Считаем, что относительная скорость отделения частиц постоянна по величине и направлена в сторону противоположную скорости движения точки переменной массы . Тогда проектируя на ось Ox, направленную по скорости движения точки уравнение (4) дифференциальное уравнение прямолинейного движения точки переменной массы примет вид: Разделяя переменные и беря интегралы от обеих частей, имеем  где  - начальная скорость, направленная по реактивной силе,  - начальная масса точкиВыполняя интегрирование получим:  (5)Если в формулу (5) подставить значения величин, характеризующих конец горения, когда масса точки (ракеты) состоит только из массы несгоревшей части (массы приборов и корпуса ракеты) Мр , то обозначив mмассу топлива, для скорости движения  в конце горения получим: Вводя число Циолковского  получаем следующую формулу Циолковского: Из формулы Циолковского следует, что скорость в конце горения не зависит от закона горения, т.е. закона изменения массы. Скорость в конце горения можно изменить двумя способами. Одним из этих способов является увеличение относительной скорости отделения частиц  или для ракеты увеличение скорости истечения газов из сопла реактивного двигателя.Современные химические топлива позволяют получать скорости истечения газов из сопла реактивного двигателя порядка 2-2,3 км/сек. Создание фотонного и ионного двигателей позволит значительно увеличить эту скорость. Другой путь увеличения скорости ракеты в конце горения связан с увеличением так называемой массовой или весовой отдачи ракеты, т.е. с увеличением числа Z. В современных многоступенчатых ракетах число Z может быть довольно большим Реактивные двигатели Широкое применение реактивные двигатели получили в связи с освоением космического пространства. Применяются они также для метеорологических исследований и используются в военных ракетах различной дальности. Кроме того, все современные скоростные самолеты оснащены воздушно-реактивными двигателями В космическом пространстве использовать какие-либо другие двигатели, кроме реактивных, невозможно: нет опоры (твёрдой жидкой или газообразной), отталкиваясь от которой космический корабль мог бы получить ускорение. Применение же реактивных двигателей для самолётов и ракет, не выходящих за пределы атмосферы, связано с тем, что именно реактивные двигатели могут обеспечить максимальную скорость полёта. Р  еактивные двигатели делятся на два класса: ракетные и воздушно-реактивные. В ракетных двигателях топливо и необходимый для его горения окислитель находятся непосредственно внутри двигателя или в его топливных баках.На рисунке показана схема ракетного двигателя на твёрдом топливе. Порох или какое-либо другое твёрдое топливо, способное к горению в отсутствие воздуха, помещают внутрь камеры сгорания двигателя. П  ри горении топлива образуются газы, имеющие очень высокую температуру и оказывающие давление на стенки камеры. Сила давления на переднюю стенку камеры дольше, чем на заднюю, где расположено сопло. Вытекающие через сопло газы не встречают на своём пути стенку, на которую смогли бы оказывать давление. В результате появляется сила, толкающая ракету вперёд.Суженная часть камеры – сопло служит для увеличения скорости истечения продуктов сгорания, что в свою очередь повышает реактивную силу. Сужение струи газа вызывает увеличение его скорости, так как при этом через меньшее поперечное сечение в единицу времени должна пройти такая же масса газа, что и при большем поперечном сечении Применяются также ракетные двигатели, работающие на жидком топливе. В жидкостно-реактивных двигателях (ЖРД) в качестве горючего можно использовать керосин, бензин, спирт, анилин, жидкий водород и др., а в качестве окислителя, необходимого для горения, – жидкий кислород, азотную кислоту, жидкий фтор, пероксид водорода и др. Горючее и окислитель хранятся отдельно в специальных баках и с помощью насосов подаются в камеру, где при сгорании топлива развивается температура до 3000 С и давление до 50 атм. В остальном двигатель работает также, как и двигатель на твёрдом топливе. Жидкостно-реактивные двигатели используются для запуска космических кораблей. В  оздушно-реактивные двигатели в настоящее время применяют главным образом на самолётах. Основное их отличие от ракетных двигателей состоит в том, что окислителем для горения топлива служит кислород воздуха, поступающего внутрь двигателя из атмосферы. Схема турбореактивного двигателя: 1 – воздух; 2 – компрессор; 3 – газовая турбина; 4 – сопло; 5 – горячие газы; 6 – камера сгорания; 7 – жидкое топливо; 8 – форсунки В носовой части двигателя расположен компрессор, засасывающий и сжимающий воздух, который затем поступает в камеру сгорания. Жидкое горючее (обычно используется керосин) подаётся в камеру сгорания с помощью специальных форсунок. Раскалённые газы (продукты сгорания), выходя через сопло, вращают газовую турбину, приводящую в движение компрессор. Турбокомпрессорные двигатели установлены в наших лайнерах Ту-134, Ил-62, Ил-86 и др. Используя в качестве окислителя окружающий воздух, воздушно-реактивные двигатели обеспечивают существенно большую топливную экономичность, чем ракетные двигатели, так как на борту самолёта необходимо иметь только горючее. В то же время возможность осуществления рабочего процесса с использованием окружающего воздуха ограничивает область использования воздушно-реактивных двигателей атмосферой. Основное преимущество ракетного двигателя перед воздушно- реактивным двигателем состоит в его способности работать при любых скоростях и высотах полёта (тяга ракетного двигателя не зависит от скорости полёта и возрастает с высотой). В некоторых случаях применяются комбинированные двигатели, сочетающие в себе признаки ракетных и воздушно-реактивных двигателей. В комбинированных двигателях для улучшения экономичности воздух используется на начальном этапе разгона с переходом на ракетный режим на больших высотах полёта. Заключение С выходом человека в космос не только открылись возможности исследования других планет, но и представились поистине фантастические возможности изучения природных явлений и ресурсов Земли, о которых можно было только мечтать. Возникло космическое природоведение. Раньше общая карта Земли составлялась по крупицам, как мозаичное панно. Теперь снимки с орбиты, охватывающие миллионы квадратных километров, позволяют выбирать для исследования наиболее интересные участки земной поверхности , экономя тем самым силы и средства. Из космоса лучше различаются крупные геологические структуры: плиты, глубинные разломы земной коры – места наиболее вероятного залегания полезных ископаемых. Из космоса удалось обнаружить новый тип геологических образований – кольцевые структуры, подобные кратерам Луны и Марса. Список литературы МЕХАНИКА ТЕЛ ПЕРЕМЕННОЙ МАССЫ - это... Что такое МЕХАНИКА ТЕЛ ПЕРЕМЕННОЙ МАССЫ? (academic.ru) https://school-science.ru/5/11/35124? Л.В. Голованов. Формула Циолковского, журнал «Земля и Вселенная» 2002г. №2 Циолковский К. Э., Собр. соч., т. 2, М., 1954; |