Реактивний рух
Реактивний рух — рух, що виникає за рахунок відкидання частини маси тіла із певною швидкістю.
За законом збереження імпульсу, при відокремленні від тіла масою M маси m із швидкістю v, тіло набуває швидкості V яку можна розрахувати за формулою
- ,
а, отже,
Швидкість V направлена у напрямку, протилежному руху відкинутого тіла. Вона тим більша, чим більша маса відкинутого тіла та його швидкість.
В реальних випадках реактивний рух виникає за рахунок сталого викидання газів, які утворюються при спалюванні палива. При цьому маса тіла змінюється неперервно. Спалювання забезпечує високу швидкість витоку газу.
У загальному випадку, коли від тіла безперервно відділяється і приєднується певна маса, реактивний рух описується рівнянням Мещерського.
Застосування й винайдення
Реактивний рух застосовується в реактивному двигуні, одному з найпоширеніших типів двигунів літальних апаратів. Реактивний двигун є варіантом газової турбіни. Повітря, проходячи крізь приймач спереду, стискується компресором або гвинтом і подається у камеру згоряння. Впорскується і згорає паливо (зазвичай, гас). Гарячий газ розширюється і обертає турбіну, яка керує компресором; і виходить із сопла з дуже великою швидкістю, що викликає відбій, і літальний апарат рухається вперед.
У 1930 р. курсант Британських королівських військово-повітряних сил Френк Віттл запатентував конструкцію реактивного двигуна. До 1937 року винахідник побудував його і випробував на землі. Цей двигун міг розвивати тягу 3800 кН. Саме цей двигун і був першим реактивним двигуном. Приблизно у той же час німецький інженер Ганс фон Огайн створив подібний двигун, що у 1939 році був встановлений на літаку «Хейнкель 178».[джерело?]
У сучасній цивільній та військовій авіації, в космічній техніці широко застосовуються реактивні двигуни, в основу створення яких покладено принцип отримання тяги за рахунок сили реакції, що виникає при відкинутій від двигуна деякої маси (робочого тіла), а напрямок тяги і руху відкидається від робочого тіла протилежно. При цьому тяга пропорційна добутку маси робочого тіла на швидкість. Так спрощено можна описати роботу реактивного двигуна, а справжня наукова теорія сучасних реактивних двигунів розроблялася кілька десятків років.
Початок робіт з ракетної техніки в Московії належать до 1690 року, коли було збудовано спеціальний заклад за активної участі Петра І для виробництва порохових ракет, які набагато раніше були використані в стародавньому Китаї.
Порохові ракети зразка 1717 року завдяки своїм високим на той час якостями використовувалися майже без змін протягом близько ста років.
Перші спроби створення авіаційного реактивного двигуна належать до 1849 року, коли військовий інженер І. М. Третеській запропонував для пересування аеростата використовувати силу реактивного струменя стисненого газу.
1881 році Кибальчич розробив проект літального апарата важче повітря з реактивним двигуном.
Це були перші спроби використовувати силу реактивного струменя для літальних апаратів. М. Є. Жуковський вперше розробив основні питання теорії реактивного руху, і є основоположником цієї теорії.
Праці російських і радянських вчених і конструкторів разом з працями М. Є. Жуковського, К. Е. Ціолковського, В. В. Уварова, В. П. Мішина і багатьох інших є основою сучасної реактивної техніки, що дозволило створити високошвидкісні винищувачі, важкі транспортні літаки типу «Руслан», надзвуковий лайнер Ту-144, ракету-носій Енергія і орбітальну станцію Мир, тощо.
Література
- Федорченко А.М. (1975). Теоретична механіка. Київ: Вища школа., 516 с.