Sous le mouvement du jet est compris, dans lequel l'une de ses parties est séparée du corps à une certaine vitesse. La force résultante agit d'elle-même. En d'autres termes, elle n'a même pas le moindre contact avec des corps extérieurs.
Propulsion à réaction dans la nature
Pendant des vacances d'été dans le sud, presque chacun d'entre nous, nageant dans la mer, a rencontré des méduses. Mais peu de gens ont pensé au fait que ces animaux se déplacent de la même manière qu'un moteur à réaction. Le principe de fonctionnement dans la nature d'une telle unité peut être observé lors du déplacement de certains types de plancton marin et de larves de libellules. De plus, l'efficacité de ces invertébrés est souvent supérieure à celle des moyens techniques.
Qui d'autre peut démontrer le fonctionnement d'un moteur à réaction ? Calmars, poulpes et seiches. Un mouvement similaire est effectué par de nombreux autres mollusques marins. Prenez, par exemple, la seiche. Elle prend de l'eau dans sa cavité branchiale et la rejette vigoureusement à travers un entonnoir, qu'elle dirige vers l'arrière ou sur le côté. Oùle mollusque est capable de se déplacer dans la bonne direction.
Le principe de fonctionnement d'un moteur à réaction peut également être observé lors du déplacement du saindoux. Cet animal marin aspire l'eau dans une large cavité. Après cela, les muscles de son corps se contractent, poussant le liquide à travers le trou dans le dos. La réaction du jet résultant permet au suif d'avancer.
Missiles marins
Mais les calmars ont atteint la plus grande perfection dans la navigation à réaction. Même la forme de la fusée elle-même semble être copiée de cette vie marine particulière. Lorsqu'il se déplace à basse vitesse, le calmar plie périodiquement sa nageoire en forme de losange. Mais pour un lancer rapide, il doit utiliser son propre "moteur à réaction". Le principe de fonctionnement de tous ses muscles et de son corps mérite d'être examiné plus en détail.
Squid a un manteau particulier. C'est le tissu musculaire qui entoure son corps de tous les côtés. Pendant le mouvement, l'animal aspire un grand volume d'eau dans ce manteau, éjectant brusquement un jet à travers une buse étroite spéciale. De telles actions permettent aux calmars de se déplacer par à-coups vers l'arrière à des vitesses allant jusqu'à soixante-dix kilomètres à l'heure. Pendant le mouvement, l'animal rassemble ses dix tentacules en un faisceau, ce qui donne au corps une forme profilée. La buse a une valve spéciale. L'animal le tourne à l'aide de la contraction musculaire. Cela permet à la vie marine de changer de direction. Le rôle du volant lors des mouvements du calmar est également joué par ses tentacules. Il les dirige vers la gauche ou la droite, vers le basou vers le haut, évitant facilement les collisions avec divers obstacles.
Il existe une espèce de calmar (stenoteuthys), qui détient le titre de meilleur pilote parmi les coquillages. Décrivez le principe de fonctionnement d'un moteur à réaction - et vous comprendrez pourquoi, chassant le poisson, cet animal saute parfois hors de l'eau, allant même sur les ponts des navires naviguant à travers l'océan. Comment ça se passe ? Le calmar pilote, étant dans l'élément eau, développe pour lui une poussée de jet maximale. Cela lui permet de survoler les vagues jusqu'à une distance de cinquante mètres.
Si nous considérons un moteur à réaction, le principe de fonctionnement de quel animal peut-il être mentionné plus ? Ce sont, à première vue, des pieuvres baggy. Leurs nageurs ne sont pas aussi rapides que les calmars, mais en cas de danger même les meilleurs sprinteurs peuvent envier leur vitesse. Les biologistes qui ont étudié les migrations des pieuvres ont découvert qu'elles se déplacent comme un moteur à réaction.
L'animal à chaque jet d'eau jeté hors de l'entonnoir fait une secousse de deux voire deux mètres et demi. En même temps, la pieuvre nage d'une manière particulière - à l'envers.
Autres exemples de propulsion à réaction
Il y a des fusées dans le monde des plantes. Le principe d'un moteur à réaction peut être observé lorsque, même avec une touche très légère, le «concombre fou» rebondit sur la tige à grande vitesse, tout en rejetant simultanément le liquide collant avec des graines. Dans le même temps, le fœtus lui-même vole sur une distance considérable (jusqu'à 12 m) dans la direction opposée.
Le principe du moteur à réaction peut également être observé,tandis que sur le bateau. Si de lourdes pierres sont jetées dans l'eau dans une certaine direction, le mouvement commencera dans la direction opposée. Le principe de fonctionnement d'un moteur à réaction de fusée est le même. Seuls ces gaz sont utilisés à la place des pierres. Ils créent une force réactive qui permet le mouvement à la fois dans les airs et dans l'espace raréfié.
Voyages fantastiques
L'humanité rêve depuis longtemps de voler dans l'espace. En témoignent les œuvres d'écrivains de science-fiction, qui ont proposé une variété de moyens pour atteindre cet objectif. Par exemple, le héros de l'histoire de l'écrivain français Hercule Savignin, Cyrano de Bergerac, a atteint la lune sur une charrette en fer, sur laquelle un puissant aimant était constamment projeté. Le célèbre Munchausen a également atteint la même planète. Une tige de haricot géant l'a aidé à faire le voyage.
La propulsion à réaction a été utilisée en Chine dès le premier millénaire avant notre ère. Dans le même temps, des tubes de bambou remplis de poudre à canon servaient de sorte de fusées pour s'amuser. Soit dit en passant, le projet de la première voiture sur notre planète, créé par Newton, était également doté d'un moteur à réaction.
Histoire de la création de RD
Seulement au 19e s. Le rêve d'espace extra-atmosphérique de l'humanité a commencé à acquérir des caractéristiques concrètes. Après tout, c'est au cours de ce siècle que le révolutionnaire russe N. I. Kibalchich a créé le premier projet au monde d'avion à moteur à réaction. Tous les papiers ont été rédigés par un Narodnaya Volya en prison, où il s'est retrouvé après la tentative d'assassinat d'Alexandre. Mais, malheureusement, le 1881-03-04Kibalchich a été exécuté et son idée n'a pas trouvé de mise en œuvre pratique.
Au début du XXe s. l'idée d'utiliser des fusées pour des vols dans l'espace a été avancée par le scientifique russe K. E. Tsiolkovsky. Pour la première fois, son travail, contenant une description du mouvement d'un corps de masse variable sous la forme d'une équation mathématique, a été publié en 1903. Plus tard, le scientifique a développé le schéma même d'un moteur à réaction entraîné par du carburant liquide.
En outre, Tsiolkovsky a inventé une fusée à plusieurs étages et a avancé l'idée de créer de véritables villes spatiales en orbite proche de la Terre. Tsiolkovsky a prouvé de manière convaincante que le seul moyen de vol spatial est une fusée. C'est-à-dire un appareil équipé d'un moteur à réaction, ravitaillé en carburant et en comburant. Seule une telle fusée est capable de vaincre la gravité et de voler au-delà de l'atmosphère terrestre.
Exploration spatiale
Un article de Tsiolkovsky, publié dans le périodique "Scientific Review", a établi la réputation du scientifique en tant que rêveur. Personne n'a pris ses arguments au sérieux.
L'idée de Tsiolkovsky a été mise en œuvre par des scientifiques soviétiques. Dirigés par Sergei Pavlovich Korolev, ils ont lancé le premier satellite terrestre artificiel. Le 4 octobre 1957, cet appareil est mis en orbite par une fusée à moteur à réaction. Les travaux du RD étaient basés sur la conversion de l'énergie chimique, qui est transférée par le carburant au jet de gaz, se transformant en énergie cinétique. Dans ce cas, la fusée se déplace dans la direction opposée.direction.
Le moteur à réaction, dont le principe est utilisé depuis de nombreuses années, trouve son application non seulement dans l'astronautique, mais aussi dans l'aviation. Mais surtout, il est utilisé pour lancer des fusées. Après tout, seul le RD est capable de déplacer l'appareil dans un espace où il n'y a pas de support.
Moteur à réaction liquide
Ceux qui ont tiré avec une arme à feu ou qui ont simplement observé ce processus de côté savent qu'il existe une force qui repoussera certainement le canon. De plus, avec une charge plus importante, le rendement augmentera certainement. Le moteur à réaction fonctionne de la même manière. Son principe de fonctionnement est similaire à la manière dont le canon est repoussé sous l'action d'un jet de gaz chauds.
Comme pour la fusée, le processus au cours duquel le mélange est enflammé est graduel et continu. C'est le moteur à carburant solide le plus simple. Il est bien connu de tous les modélistes de fusées.
Dans un moteur à réaction à propergol liquide (LPRE), un mélange composé de carburant et de comburant est utilisé pour créer un fluide de travail ou un jet de poussée. Le dernier, en règle générale, est l'acide nitrique ou l'oxygène liquide. Le carburant du LRE est du kérosène.
Le principe de fonctionnement du moteur à réaction, qui figurait dans les premiers échantillons, a été conservé à ce jour. Seulement maintenant, il utilise de l'hydrogène liquide. Lorsque cette substance est oxydée, l'impulsion spécifique augmente de 30 % par rapport aux premiers moteurs-fusées à propergol liquide. Il vaut la peine de dire que l'idée d'utiliser l'hydrogène étaitproposé par Tsiolkovski lui-même. Cependant, les difficultés de travailler avec cette substance extrêmement explosive à cette époque étaient tout simplement insurmontables.
Quel est le principe de fonctionnement d'un moteur à réaction ? Le carburant et l'oxydant entrent dans la chambre de travail à partir de réservoirs séparés. Ensuite, les composants sont convertis en un mélange. Il brûle, libérant une énorme quantité de chaleur sous une pression de dizaines d'atmosphères.
Les composants entrent dans la chambre de travail d'un moteur à réaction de différentes manières. L'agent oxydant y est introduit directement. Mais le carburant parcourt un chemin plus long entre les parois de la chambre et la buse. Ici, il est chauffé et, ayant déjà une température élevée, est jeté dans la zone de combustion à travers de nombreuses buses. De plus, le jet formé par la tuyère éclate et fournit à l'aéronef un moment de poussée. C'est ainsi que vous pouvez dire quel est le principe de fonctionnement d'un moteur à réaction (brièvement). Cette description ne mentionne pas de nombreux composants, sans lesquels le fonctionnement du LRE serait impossible. Parmi eux se trouvent les compresseurs nécessaires pour créer la pression nécessaire à l'injection, les vannes, les turbines d'alimentation, etc.
Utilisation moderne
Malgré le fait que le fonctionnement d'un moteur à réaction nécessite une grande quantité de carburant, les moteurs de fusée continuent de servir les gens aujourd'hui. Ils sont utilisés comme moteurs de propulsion principaux dans les lanceurs, ainsi que comme moteurs de manœuvre pour divers engins spatiaux et stations orbitales. Dans l'aviation, d'autres types de voies de circulation sont utilisés, qui ont des caractéristiques de performance légèrement différentes etconception.
Développement de l'aviation
Du début du XXe siècle jusqu'au déclenchement de la Seconde Guerre mondiale, les gens ne volaient que dans des avions à hélices. Ces appareils étaient équipés de moteurs à combustion interne. Cependant, les progrès ne se sont pas arrêtés. Avec son développement, il était nécessaire de créer des avions plus puissants et plus rapides. Cependant, les concepteurs d'avions sont ici confrontés à un problème apparemment insoluble. Le fait est que même avec une légère augmentation de la puissance du moteur, la masse de l'avion a considérablement augmenté. Cependant, la sortie de la situation créée a été trouvée par l'Anglais Frank Will. Il a créé un moteur fondamentalement nouveau, appelé jet. Cette invention a donné une impulsion puissante au développement de l'aviation.
Le principe de fonctionnement d'un moteur à réaction d'avion est similaire aux actions d'une lance à incendie. Son tuyau a une extrémité effilée. S'écoulant par une ouverture étroite, l'eau augmente considérablement sa vitesse. La force de contre-pression créée dans ce cas est si forte que le pompier peut à peine tenir le tuyau dans ses mains. Ce comportement de l'eau peut aussi expliquer le principe de fonctionnement d'un moteur à réaction d'avion.
Voies de circulation directionnelles
Ce type de moteur à réaction est le plus simple. Vous pouvez l'imaginer sous la forme d'un tuyau aux extrémités ouvertes, qui est installé sur un plan en mouvement. Devant sa section transversale se dilate. En raison de cette conception, l'air entrant réduit sa vitesse et sa pression augmente. Le point le plus large d'un tel tuyauest la chambre de combustion. C'est là que le carburant est injecté puis brûlé. Un tel processus contribue au réchauffement des gaz formés et à leur forte expansion. Cela crée la poussée d'un moteur à réaction. Il est produit par tous les mêmes gaz lorsqu'ils jaillissent avec force de l'extrémité étroite du tuyau. C'est cette poussée qui fait voler l'avion.
Problèmes d'utilisation
Les moteurs Sramjet ont quelques inconvénients. Ils ne peuvent travailler que sur l'avion en mouvement. Un aéronef au repos ne peut pas être activé par les taxiways à écoulement direct. Afin de soulever un tel avion dans les airs, tout autre moteur de démarrage est nécessaire.
Résolution de problèmes
Le principe de fonctionnement d'un moteur à réaction d'un avion de type turboréacteur, dépourvu des défauts d'une voie de circulation à flux direct, a permis aux concepteurs d'avions de créer les avions les plus avancés. Comment fonctionne cette invention ?
L'élément principal d'un turboréacteur est une turbine à gaz. Avec son aide, un compresseur d'air est activé, traversant lequel l'air comprimé est dirigé vers une chambre spéciale. Les produits obtenus à la suite de la combustion du carburant (généralement du kérosène) tombent sur les aubes de la turbine qui l'entraîne. De plus, le flux d'air-gaz passe dans la buse, où il accélère à des vitesses élevées et crée une énorme force de poussée du jet.
Augmentation de puissance
La force de poussée réactive peutaugmenter considérablement en peu de temps. Pour cela, la postcombustion est utilisée. C'est l'injection d'une quantité supplémentaire de carburant dans le flux de gaz s'échappant de la turbine. L'oxygène non utilisé dans la turbine contribue à la combustion du kérosène, ce qui augmente la poussée du moteur. À grande vitesse, l'augmentation de sa valeur atteint 70 % et à basse vitesse - 25 à 30 %.
