1. Реактивное движение. Импульс
Успехи в освоении
космического
пространства
Презентацию выполнила
ученица 10Б класса
гимназии №295
Фрунзенского района
Санкт-Петербурга
Вильпан Анна
2. Реактивное движение
Под реактивным движением понимают
движение тела, возникающее при отделении
некоторой его части с определенной
скоростью относительно тела,
например при истечении продуктов сгорания
из сопла реактивного летательного аппарата.
При этом появляется так называемая
реактивная сила, сообщающая телу ускорение.
Главная особенность реактивной силы состоит в том, что она
возникает без какого-либо взаимодействия с внешними
телами. Происходит лишь взаимодействие между ракетой и
вытекающей из нее струей вещества.
При истечении продуктов сгорания топлива они за счет
давления в камере сгорания приобретают некоторую скорость
относительно ракеты и, следовательно, некоторый импульс.
Поэтому в соответствии с законом сохранения импульса сама
ракета получает такой же по модулю импульс, но
направленный в противоположную сторону.
3. Реактивные двигатели
Широкое применение реактивные двигатели в настоящее
время получили в связи с освоением космического
пространства. Применяются они также для
метеорологических и военных ракет различного радиуса
действия. Кроме того, все современные скоростные самолеты
оснащены воздушно-реактивными двигателями.
В космическом пространстве использовать какие-либо другие
двигатели, кроме реактивных, невозможно: нет опоры
(твердой, жидкой или газообразной), отталкиваясь от которой
космический корабль мог бы получить ускорение.
Применение же реактивных двигателей для самолетов и ракет,
не выходящих за пределы атмосферы, связано с тем, что
именно реактивные двигатели способны обеспечить
максимальную скорость полета.
5. Ракетные реактивные двигатели
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 твердом топливе.
Порох или какое-либо другое твердое топливо, способное к горению в
отсутствие воздуха, помещают внутрь камеры сгорания двигателя.
6. При горении топлива образуются газы, имеющие очень высокую
температуру и оказывающие давление на стенки камеры. Сила давления на
переднюю стенку камеры больше, чем на заднюю, где расположено сопло.
Вытекающие через сопло газы не встречают на своем пути стенку, на
которую могли бы оказывать давление. В результате появляется сила,
толкающая ракету вперед.
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.
7. 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 так же, как и двигатель
на твердом топливе.
Жидкостно-реактивные двигатели используются для
запуска космических кораблей.
8. Воздушно-реактивные двигатели
Воздушно-реактивные двигатели в настоящее время применяют главным
образом на самолетах. Основное их отличие от ракетных двигателей состоит
в том, что окислителем для горения топлива служит кислород воздуха,
поступающего внутрь двигателя из атмосферы.
На рисунке изображена схема воздушно-реактивного двигателя
турбокомпрессорного типа. В носовой части расположен компрессор,
засасывающий и сжимающий воздух, который затем поступает в камеру
сгорания. Жидкое горючее подается в камеру сгорания с помощью
специальных форсунок. Раскаленные газы (продукты сгорания), выходя
через сопло, вращают газовую турбину, приводящую в движение
компрессор.
Реактивными двигателями оснащены не только ракеты, но и большая часть
современных самолетов.
9. Успехи в освоении космического
пространства
Автором первого в мире проекта реактивного летательного
аппарата для полета людей был русский революционер-
народоволец Н. И. Кибальчич (1853—1881).
Основы теории реактивного двигателя и
научное доказательство возможности
полетов в межпланетном пространстве
были впервые высказаны и разработаны
русским ученым К. Э. Циолковским в работе «Исследование
мировых пространств реактивными приборами».
К. Э. Циолковскому принадлежит также идея применения
многоступенчатых ракет. Отдельные ступени, из которых
составлена ракета, снабжаются собственными двигателями
и запасом топлива. По мере выгорания топлива каждая
очередная ступень отделяется от ракеты. Поэтому в дальнейшем на ускорение ее
корпуса и двигателя топливо не расходуется.
10. Нашей стране принадлежит великая честь запуска 4 октября 1957 г. первого
искусственного спутника Земли. Также впервые в нашей стране 12 апреля 1961 г.
был осуществлен полет космического корабля с космонавтом Ю. А. Гагариным
на борту.
Эти полеты были совершены на
ракетах, сконструированных
отечественными учеными и
инженерами под руководством С. П.
Королева.
Большие заслуги в исследовании космического пространства имеют
американские ученые, инженеры и астронавты. Два американских астронавта из
экипажа космического корабля «Аполлон-11» — Нейл Армстронг и Эдвин
Олдрин — 20 июля 1969 г. впервые совершили посадку на Луну. На космическом
теле Солнечной системы человеком были сделаны первые шаги.
11. 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.
