Реактивдүү учактын астында кыймылы түшүнүлөт, мында анын бир бөлүгү белгилүү бир ылдамдыкта денеден бөлүнөт. Пайда болгон күч өз алдынча аракеттенет. Башкача айтканда, анын сырткы денелер менен кымындай да байланышы жок.
Табигаттагы реактивдүү кыймыл
Түштүктө жайкы каникулда дээрлик ар бирибиз деңизде сүзүп жүрүп медузага жолугуп калдык. Бирок бул жаныбарлардын реактивдүү кыймылдаткычы сыяктуу кыймылдашы жөнүндө аз адамдар ойлогон. Мындай агрегаттын табиятта иштөө принциби деңиз планктондорунун жана ийнеликтердин личинкаларынын кээ бир түрлөрүн көчүрүү учурунда байкалат. Анын үстүнө, бул омурткасыздардын натыйжалуулугу көбүнчө техникалык каражаттардын натыйжалуулугунан жогору.
Дагы ким реактивдүү кыймылдаткычтын иштешин көрсөтө алат? Кальмар, осьминог жана балык. Ушундай эле кыймылды башка көптөгөн деңиз моллюскалары жасашат. Маселен, балык балыгын алалы. Ал желбиреген көңдөйүнө суу алып, аны артка же капталга бурган воронка аркылуу күч менен ыргытат. Кайдамоллюска туура багытта кыймылдай алат.
Реактивдүү кыймылдаткычтын иштөө принцибин чочко майын жылдырууда да байкоого болот. Бул деңиз жаныбары сууну кенен көңдөйгө алат. Ошондон кийин анын денесинин булчуңдары жыйрылып, суюктукту артындагы тешиктен түртүп чыгарат. Натыйжадагы реактивдүү учактын реакциясы майдын алдыга жылышына мүмкүндүк берет.
Деңиз ракеталары
Бирок кальмарлар реактивдүү навигацияда эң чоң кемчиликсиздикке жетишти. Атүгүл ракетанын формасы да дал ушул деңиз жашоосунан көчүрүлгөндөй. Төмөн ылдамдыкта кыймылдаганда кальмар алмаз сымал канатын мезгил-мезгили менен ийилет. Бирок тез ыргытуу үчүн ал өзүнүн "реактивдүү кыймылдаткычын" колдонууга туура келет. Анын бардык булчуңдарынын жана денесинин иштөө принциби кененирээк карап чыгууга арзыйт.
Кальмардын өзгөчө мантиясы бар. Бул анын денесин ар тараптан курчап турган булчуң тканы. Кыймыл учурунда жаныбар бул мантияга чоң көлөмдөгү сууну соруп, атайын кууш түтүк аркылуу агымды кескин чыгарып жиберет. Мындай иш-аракеттер кальмарларга саатына жетимиш километрге чейин ылдамдыкта артка жылышына мүмкүндүк берет. Кыймыл учурунда жаныбар өзүнүн бардык он чатырын бир боого чогултат, бул денеге жөнөкөй форманы берет. Соплодо атайын клапан бар. Жаныбар аны булчуңдардын жыйрылышынын жардамы менен айлантат. Бул деңиз жашоосунун багытын өзгөртүүгө мүмкүндүк берет. Калмардын кыймылы учурунда рулдун ролун анын чатырлары да аткарат. Аларды солго же оңго, ылдыйга багыттайтже өйдө, ар кандай тоскоолдуктар менен кагылышуулардан оңой качат.
Кальмардын (stenoteuthys) бир түрү бар, ал моллюскалардын ичинен эң мыкты учкуч наамына ээ. Реактивдүү кыймылдаткычтын иштөө принцибин сүрөттөп бериңиз - ошондо сиз эмне үчүн балыктын артынан сая түшүп, бул жаныбар кээде суудан секирип, ал тургай океанды сүзүп бара жаткан кемелердин палубаларына да түшөрүн түшүнөсүз. Бул кантип болот? Учкуч кальмар суу элементинде болуу менен ага максималдуу реактивдүү соккуну иштеп чыгат. Бул ага толкундардын үстүнөн элүү метрге чейинки аралыкта учууга мүмкүндүк берет.
Эгер реактивдүү кыймылдаткычты эске алсак, кайсы жаныбардын иштөө принциби жөнүндө көбүрөөк айтууга болот? Булар, бир караганда, капчыктуу осьминогдор. Алардын сууда сүзүүчүлөрү кальмарлардай ылдам эмес, бирок кооптуу учурда алардын ылдамдыгына эң мыкты күлүктөр да көз артат. Осьминогдордун миграциясын изилдеген биологдор алар реактивдүү кыймылдаткыч иштегендей кыймылдаарын аныкташкан.
Вондондон ыргытылган ар бир суу менен жаныбар эки, ал тургай эки жарым метрге чуркайт. Ошол эле учурда осьминог өзгөчө сүзөт – артка.
Реактивдүү кыймылдын башка мисалдары
Өсүмдүктөр дүйнөсүндө ракеталар бар. Реактивдүү кыймылдаткычтын принциби, өтө жеңил тийгенде да, "жинди бадыраң" сабагынан жогорку ылдамдыкта секирип, ошол эле учурда уруктар менен жабышчаак суюктукту четке какканда байкалат. Ошол эле учурда түйүлдүктүн өзү бир топ аралыкка (12 мге чейин) карама-каршы багытта учат.
Реактивдүү кыймылдаткычтын принциби да байкалат,кайыкта жүргөндө. Андан оор таштар сууга белгилүү бир тарапка ыргытылса, анда тескери багытта кыймыл башталат. Ракета реактивдүү кыймылдаткычынын иштөө принциби бирдей. Ал жерде гана таштын ордуна газдар колдонулат. Алар абада да, сейрек мейкиндикте да кыймылды камсыз кылган реактивдүү күчтү жаратышат.
Фантастикалык саякаттар
Адамзат көптөн бери космоско учууну кыялданчу. Бул максатка жетүү үчүн түрдүү каражаттарды сунуш кылган фантаст жазуучулардын чыгармалары муну далилдейт. Маселен, француз жазуучусу Геркул Савиньиндин повестинин каарманы Сирано де Бержерак айга темир араба менен жетип, анын үстүндө дайыма күчтүү магнит ыргытылып турган. Ошол эле планетага атактуу Мюнхаузен да жеткен. Ага чоң буурчактын сабагы саякатка чыгууга жардам берди.
Реактивдүү кыймылдаткыч Кытайда биздин заманга чейинки биринчи миң жылдыкта эле колдонулган. Ошол эле учурда, порошок менен толтурулган бамбук түтүкчөлөрү кызыктуу ракеталардын бир түрү катары кызмат кылган. Баса, Ньютон жараткан биздин планетадагы биринчи машинанын долбоору да реактивдүү кыймылдаткыч менен болгон.
РДнын жаралуу тарыхы
19-к-да гана. Адамзаттын космос мейкиндигине болгон кыялы конкреттуу белгилерге ээ боло баштады. Анткени, дал ушул кылымда орус революционери Н. И. Кибальчич реактивдүү кыймылдаткычы бар учактын дүйнөдөгү биринчи долбоорун түзгөн. Бардык документтер түрмөдө "Народная воля" тарабынан түзүлгөн, ал Александрга кол салуу аракетинен кийин аяктаган. Бирок, тилекке каршы, 1881-03-04Кибальчич өлүм жазасына тартылып, анын идеясы иш жүзүндө ишке ашкан жок.
20-к-дын башында. космоско учууга ракеталарды колдонуу идеясын орус окумуштуусу К. Е. Циолковский койгон. Биринчи жолу анын математикалык теңдеме түрүндөгү өзгөрүлмө массалуу дененин кыймылынын сүрөттөлүшүн камтыган эмгеги 1903-жылы жарык көргөн. Кийинчерээк окумуштуу суюк отун менен кыймылдаткычтын реактивдүү кыймылдаткычынын схемасын иштеп чыккан.
Ошондой эле, Циолковский көп баскычтуу ракетаны ойлоп таап, Жерге жакын орбитада реалдуу космос шаарларын түзүү идеясын алдыга койгон. Циолковский космостук учуунун бирден-бир каражаты ракета экендигин ынандырарлык менен далилдеди. Башкача айтканда, реактивдүү кыймылдаткыч менен жабдылган, күйүүчү май жана кычкылдандыргыч менен жабдылган аппарат. Ушундай ракета гана тартылуу күчүн жеңип, Жердин атмосферасынын сыртына учуп кете алат.
Космосту изилдөө
Циолковскийдин «Илимий обзор» журналында жарыяланган макаласы окумуштуунун кыялкеч катары кадыр-баркын бекемдеген. Анын аргументтерин эч ким олуттуу кабыл алган жок.
Циолковскийдин идеясын советтик окумуштуулар турмушка ашырышты. Сергей Павлович Королев башчылык кылган алар Жердин биринчи жасалма спутнигин учурушту. 1957-жылы 4-октябрда бул аппарат реактивдүү кыймылдаткычы бар ракета менен орбитага чыгарылган. РДнын иши отун аркылуу газ агымына өтүп, кинетикалык энергияга айланган химиялык энергияны өзгөртүүгө негизделген. Бул учурда ракета карама-каршы багытта жылат.багыт.
Принципи көп жылдардан бери колдонулуп келе жаткан реактивдүү кыймылдаткыч космонавтикада гана эмес, авиацияда да өз колдонулушун табат. Бирок баарынан да ал ракеталарды учуруу үчүн колдонулат. Анткени, RD гана аспапты чөйрөсү жок мейкиндикте жылдыра алат.
Суюк реактивдүү кыймылдаткыч
Мылтык аткандар же жөн эле бул процессти капталынан көргөндөр стволду артка түртө турган күч бар экенин билишет. Мындан тышкары, көбүрөөк сумма менен, киреше, албетте, көбөйөт. Реактивдүү кыймылдаткыч да ушундай эле иштейт. Анын иштөө принциби бочка ысык газдардын агымынын таасири астында артка түртүлгөнүнө окшош.
Ракетага келсек, аралашманы тутантуу процесси акырындык менен жана үзгүлтүксүз жүрөт. Бул эң жөнөкөй, катуу күйүүчү кыймылдаткыч. Ал бардык ракета моделдерине жакшы тааныш.
Суюк кыймылдагы реактивдүү кыймылдаткычта (LPRE) күйүүчү май менен кычкылдандыргычтан турган аралашма жумушчу суюктукту же түртүүчү агымды түзүү үчүн колдонулат. Акыркы, эреже катары, азот кислотасы же суюк кычкылтек. LREдеги күйүүчү май керосин.
Биринчи үлгүлөрүндө болгон реактивдүү кыймылдаткычтын иштөө принциби ушул күнгө чейин сакталып калган. Эми гана суюк суутекти колдонот. Бул зат кычкылданганда, өзгөчө импульс суюктук менен жүрүүчү биринчи ракеталык кыймылдаткычтарга салыштырмалуу 30%ке жогорулайт. Бул суутек колдонуу идеясы болгон деп айтууга болотЦиолковский өзү сунуш кылган. Бирок, ал кездеги бул өтө жарылуучу зат менен иштөө кыйынчылыкты жөн эле жеңүүгө мүмкүн эмес болчу.
Реактивдүү кыймылдаткычтын иштөө принциби кандай? Отун жана кычкылданткыч жумушчу камерага өзүнчө резервуарлардан кирет. Андан кийин, компоненттер аралашма айландырылат. Ал күйүп, ондогон атмосферанын басымы астында эбегейсиз чоң жылуулукту бөлүп чыгарат.
Компоненттер реактивдүү кыймылдаткычтын жумушчу камерасына ар кандай жолдор менен кирет. Бул жерде кычкылдандыруучу агент түздөн-түз киргизилет. Бирок күйүүчү май камеранын дубалдары менен мордун ортосунда узунураак жолду басып өтөт. Бул жерде ал жылытылат жана буга чейин эле жогорку температурага ээ, көптөгөн түтүкчөлөр аркылуу күйүү зонасына ыргытылат. Андан ары соплодон пайда болгон реактивдүү учак чыгып, учакты түртүүчү учур менен камсыз кылат. Мына ушундайча сиз реактивдүү кыймылдаткычтын иштөө принцибине ээ экенин айта аласыз (кыскача). Бул сүрөттөмө көптөгөн компоненттер жөнүндө сөз кылбайт, ансыз LREнин иштеши мүмкүн эмес. Алардын арасында инъекцияга керектүү басымды түзүү үчүн зарыл болгон компрессорлор, клапандар, жабдуу турбиналары ж.б.
Заманбап колдонуу
Реактивдүү кыймылдаткычтын иштеши үчүн көп сандагы күйүүчү май керек болгонуна карабастан, ракета кыймылдаткычтары бүгүнкү күндө адамдарга кызмат кылуусун улантууда. Алар ракеталык аппараттарда негизги кыймылдаткычтар, ошондой эле ар кандай космостук аппараттар жана орбиталык станциялар үчүн маневрдик кыймылдаткычтар катары колдонулат. Авиацияда бир аз башкача эксплуатациялык мүнөздөмөлөргө ээ болгон такси жолдорунун башка түрлөрү колдонулатдизайн.
Авиацияны өнүктүрүү
20-кылымдын башынан 2-дүйнөлүк согуш башталганга чейин адамдар винт менен башкарылган учактарда гана учуп келишкен. Бул приборлор ичинен күйүүчү кыймылдаткычтар менен жабдылган. Бирок, прогресс бир орунда турган жок. Анын өнүгүшү менен дагы күчтүү жана ылдамыраак учактарды түзүү зарылчылыгы пайда болду. Бирок, бул жерде учак конструкторлору бир көрүнгөн чечилбес көйгөйгө туш болушат. Чындыгында, кыймылдаткыч күчү бир аз жогорулаганда да, учактын массасы бир топ көбөйгөн. Бирок түзүлгөн кырдаалдан чыгуунун жолун англиялык Фрэнк Вилл тапты. Ал реактивдүү деп аталган принципиалдуу жаңы кыймылдаткычты жараткан. Бул ойлоп табуу авиациянын өнүгүшүнө күчтүү түрткү берди.
Самолет реактивдүү кыймылдаткычынын иштөө принциби өрт өчүрүүчү түтүктүн аракетине окшош. Анын шлангынын учу конус болгон. Тар тешик аркылуу агып чыккан суу анын ылдамдыгын бир топ жогорулатат. Бул учурда түзүлгөн арткы басым күчү ушунчалык күчтүү болгондуктан, өрт өчүрүүчү шлангды колуна араң кармай албайт. Суунун мындай жүрүм-туруму учактын реактивдүү кыймылдаткычынын иштөө принцибин да түшүндүрө алат.
Багыттуу такси жолдору
Реактивдүү кыймылдаткычтын бул түрү эң жөнөкөй. Сиз аны кыймылдуу тегиздикке орнотулган учтары ачык түтүк түрүндө элестете аласыз. Анын кесилишинин алдында кеңейет. Бул долбоордон улам кирген аба ылдамдыгын азайтып, басымы жогорулайт. Мындай түтүктүн эң кенен жерикүйүү камерасы болуп саналат. Бул жерде күйүүчү май куюлуп, анан күйгүзүлөт. Мындай процесс пайда болгон газдардын ысытылышына жана алардын күчтүү кеңейишине шарт түзөт. Бул реактивдүү кыймылдаткычтын күчүн жаратат. Ал түтүктүн кууш учунан күч менен жарылганда бирдей газдар тарабынан пайда болот. Дал ушул түртүү учакты учат.
Колдонуу көйгөйлөрү
Sramjet кыймылдаткычтарынын кээ бир кемчиликтери бар. Алар кыймылда турган учакта гана иштей алышат. Эс алууда турган учакты түз агымдуу такси жолдору менен иштетүү мүмкүн эмес. Мындай учакты абага көтөрүү үчүн башка кыймылдаткыч керек.
Маселени чечүү
Турбореактивдүү типтеги учактын реактивдүү кыймылдаткычынын иштөө принциби, ал түз агымдагы таксомотордун кемчиликтери жок, учак конструкторлоруна эң алдыңкы учакты түзүүгө мүмкүндүк берди. Бул ойлоп табуу кантип иштейт?
Турбореактивдүү кыймылдаткычтын негизги элементи бул газ турбинасы. Анын жардамы менен аба компрессору иштетилет, ал аркылуу кысылган аба атайын камерага багытталат. Күйүүчү майдын (көбүнчө керосиндин) күйүшүнүн натыйжасында алынган продуктулар аны кыймылдаткан турбинанын кабактарына түшөт. Андан ары аба-газ агымы соплого өтүп, ал жерде жогорку ылдамдыкка чейин тездейт жана реактивдик зор күчтү жаратат.
Күчтү жогорулатуу
Реактивдүү түртүү күчү мүмкүнкыска меенеттун ичинде бир кыйла жогорулайт. Бул үчүн, күйгүзүү колдонулат. Бул турбинадан чыккан газ агымына кошумча көлөмдөгү күйүүчү май куюу. Турбинадагы пайдаланылбаган кычкылтек керосиндин күйүшүнө өбөлгө түзүп, кыймылдаткычтын күчүн жогорулатат. Жогорку ылдамдыкта анын маанисинин өсүшү 70%, ал эми төмөнкү ылдамдыкта 25-30% жетет.
