Bajo el chorro se entiende el movimiento, en el que una de sus partes se separa del cuerpo a una velocidad determinada. La fuerza resultante actúa por sí sola. En otras palabras, carece incluso del más mínimo contacto con cuerpos externos.
Propulsión a chorro en la naturaleza
Durante unas vacaciones de verano en el sur, casi todos nosotros, nadando en el mar, nos encontramos con medusas. Pero pocas personas pensaron en el hecho de que estos animales se mueven de la misma manera que un motor a reacción. El principio de funcionamiento en la naturaleza de dicha unidad se puede observar al mover algunos tipos de plancton marino y larvas de libélula. Además, la eficacia de estos invertebrados suele ser superior a la de los medios técnicos.
¿Quién más puede demostrar cómo funciona un motor a reacción? Calamar, pulpo y sepia. Muchos otros moluscos marinos realizan un movimiento similar. Tomemos, por ejemplo, la sepia. Ella toma agua en su cavidad branquial y la arroja vigorosamente a través de un embudo, que dirige hacia atrás o hacia los lados. Dondeel molusco es capaz de moverse en la dirección correcta.
El principio de funcionamiento de un motor a reacción también se puede observar al mover la manteca de cerdo. Este animal marino toma agua en una amplia cavidad. Después de eso, los músculos de su cuerpo se contraen, empujando el líquido a través del agujero en la espalda. La reacción del chorro resultante permite que el sebo avance.
Misiles marinos
Pero los calamares han alcanzado la mayor perfección en la navegación a reacción. Incluso la forma del propio cohete parece haber sido copiada de esta particular vida marina. Cuando se mueve a baja velocidad, el calamar dobla periódicamente su aleta en forma de diamante. Pero para un lanzamiento rápido, tiene que usar su propio "motor a reacción". Vale la pena considerar con más detalle el principio de funcionamiento de todos sus músculos y cuerpo.
Los calamares tienen un manto peculiar. Este es el tejido muscular que rodea su cuerpo por todos lados. Durante el movimiento, el animal succiona un gran volumen de agua en este manto, expulsando bruscamente un chorro a través de una boquilla estrecha especial. Tales acciones permiten a los calamares moverse hacia atrás a sacudidas a velocidades de hasta setenta kilómetros por hora. Durante el movimiento, el animal reúne todos sus diez tentáculos en un paquete, lo que le da al cuerpo una forma aerodinámica. La boquilla tiene una válvula especial. El animal lo gira con la ayuda de la contracción muscular. Esto permite que la vida marina cambie de dirección. El papel del volante durante los movimientos del calamar también lo juegan sus tentáculos. Los dirige a la izquierda o a la derecha, hacia abajoo hacia arriba, esquivando fácilmente las colisiones con varios obstáculos.
Existe una especie de calamar (stenoteuthys), que ostenta el título de mejor piloto entre los crustáceos. Describa el principio de funcionamiento de un motor a reacción, y comprenderá por qué, persiguiendo peces, este animal a veces s alta fuera del agua, incluso subiendo a las cubiertas de los barcos que navegan por el océano. ¿Cómo sucede? El calamar piloto, al estar en el elemento agua, desarrolla el máximo empuje de chorro para él. Esto le permite volar sobre las olas a una distancia de hasta cincuenta metros.
Si consideramos un motor a reacción, ¿el principio de funcionamiento de qué animal se puede mencionar más? Estos son, a primera vista, pulpos holgados. Sus nadadores no son tan rápidos como los calamares, pero en caso de peligro, incluso los mejores velocistas pueden envidiar su velocidad. Los biólogos que han estudiado las migraciones de los pulpos han descubierto que se mueven como funciona un motor a reacción.
El animal con cada chorro de agua que sale del embudo hace una sacudida de dos o incluso dos metros y medio. Al mismo tiempo, el pulpo nada de una manera peculiar: hacia atrás.
Otros ejemplos de propulsión a chorro
Hay cohetes en el mundo de las plantas. El principio de un motor a reacción se puede observar cuando, incluso con un toque muy ligero, el "pepino loco" rebota en el tallo a gran velocidad, mientras que simultáneamente rechaza el líquido pegajoso con semillas. Al mismo tiempo, el propio feto vuela una distancia considerable (hasta 12 m) en dirección opuesta.
También se puede observar el principio del motor a reacción,mientras estaba en el barco. Si se arrojan piedras pesadas al agua en una dirección determinada, el movimiento comenzará en la dirección opuesta. El principio de funcionamiento de un motor a reacción cohete es el mismo. Solo allí se utilizan gases en lugar de piedras. Crean una fuerza reactiva que proporciona movimiento tanto en el aire como en el espacio enrarecido.
Viajes fantásticos
La humanidad ha soñado durante mucho tiempo con volar al espacio. Esto se evidencia en las obras de los escritores de ciencia ficción, quienes ofrecieron una variedad de medios para lograr este objetivo. Por ejemplo, el héroe de la historia del escritor francés Hércules Savignin, Cyrano de Bergerac, llegó a la luna en un carro de hierro, sobre el cual se lanzaba constantemente un fuerte imán. El famoso Munchausen también llegó al mismo planeta. Un tallo de frijol gigante lo ayudó a hacer el viaje.
La propulsión a chorro se utilizó en China ya en el primer milenio antes de Cristo. Al mismo tiempo, los tubos de bambú, que estaban llenos de pólvora, servían como una especie de cohetes para divertirse. Por cierto, el proyecto del primer automóvil en nuestro planeta, creado por Newton, también fue con un motor a reacción.
Historia de la creación de RD
Solo en el siglo XIX. El sueño de la humanidad sobre el espacio exterior comenzó a adquirir rasgos concretos. Después de todo, fue en este siglo cuando el revolucionario ruso NI Kibalchich creó el primer proyecto del mundo de un avión con motor a reacción. Todos los documentos fueron redactados por Narodnaya Volya en prisión, donde terminó después del intento de asesinato de Alejandro. Pero, lamentablemente, el 1881-04-03Kibalchich fue ejecutado y su idea no encontró implementación práctica.
A principios del siglo XX. La idea de usar cohetes para vuelos al espacio fue propuesta por el científico ruso K. E. Tsiolkovsky. Por primera vez, su trabajo, que contiene una descripción del movimiento de un cuerpo de masa variable en forma de ecuación matemática, se publicó en 1903. Más tarde, el científico desarrolló el esquema mismo de un motor a reacción impulsado por combustible líquido.
Además, Tsiolkovsky inventó un cohete de varias etapas y propuso la idea de crear ciudades espaciales reales en una órbita cercana a la Tierra. Tsiolkovsky demostró de manera convincente que el único medio para el vuelo espacial es un cohete. Es decir, un aparato equipado con un motor a reacción, repostado con combustible y un comburente. Solo un cohete así es capaz de vencer la gravedad y volar más allá de la atmósfera terrestre.
Exploración espacial
Un artículo de Tsiolkovsky, publicado en el periódico "Scientific Review", estableció la reputación del científico como un soñador. Nadie se tomó en serio sus argumentos.
La idea de
Tsiolkovsky fue implementada por científicos soviéticos. Encabezados por Sergei Pavlovich Korolev, lanzaron el primer satélite artificial de la Tierra. El 4 de octubre de 1957, este aparato fue puesto en órbita por un cohete con motor a reacción. El trabajo del RD se basó en la conversión de la energía química, que es transferida por el combustible al chorro de gas, convirtiéndose en energía cinética. En este caso, el cohete se mueve en la dirección opuesta.dirección.
El motor a reacción, cuyo principio se ha utilizado durante muchos años, encuentra su aplicación no solo en la astronáutica, sino también en la aviación. Pero sobre todo se utiliza para lanzar cohetes. Después de todo, solo el RD puede mover el dispositivo en un espacio en el que no hay medio.
Motor de reacción líquida
Aquellos que han disparado un arma de fuego o simplemente han observado este proceso desde un lado saben que existe una fuerza que sin duda hará retroceder el cañón. Además, con una mayor cantidad de cargo, el rendimiento ciertamente aumentará. El motor a reacción funciona de la misma manera. Su principio de funcionamiento es similar a como el cañón es empujado hacia atrás bajo la acción de un chorro de gases calientes.
En cuanto al cohete, el proceso durante el cual se enciende la mezcla es gradual y continuo. Este es el motor de combustible sólido más simple. Es bien conocido por todos los modeladores de cohetes.
En un motor a reacción de propulsante líquido (LPRE), se utiliza una mezcla de combustible y oxidante para crear un fluido de trabajo o un chorro de empuje. El último, por regla general, es ácido nítrico u oxígeno líquido. El combustible del LRE es queroseno.
El principio de funcionamiento del motor a reacción, que estaba en las primeras muestras, se ha conservado hasta el día de hoy. Solo que ahora usa hidrógeno líquido. Cuando esta sustancia se oxida, el impulso específico aumenta en un 30% en comparación con los primeros motores de cohetes de combustible líquido. Vale decir que la idea de usar hidrógeno fuepropuesto por el propio Tsiolkovsky. Sin embargo, las dificultades de trabajar con esta sustancia extremadamente explosiva en ese momento eran simplemente insuperables.
¿Cuál es el principio de funcionamiento de un motor a reacción? El combustible y el oxidante ingresan a la cámara de trabajo desde tanques separados. A continuación, los componentes se convierten en una mezcla. Arde, liberando una enorme cantidad de calor bajo la presión de decenas de atmósferas.
Los componentes ingresan a la cámara de trabajo de un motor a reacción de diferentes maneras. El agente oxidante se introduce aquí directamente. Pero el combustible recorre un camino más largo entre las paredes de la cámara y la boquilla. Aquí se calienta y, ya que tiene una temperatura alta, se lanza a la zona de combustión a través de numerosas boquillas. Además, el chorro formado por la tobera rompe y proporciona a la aeronave un momento de empuje. Así es como se puede saber qué motor a reacción tiene el principio de funcionamiento (brevemente). Esta descripción no menciona muchos componentes, sin los cuales sería imposible el funcionamiento del LRE. Entre ellos se encuentran los compresores necesarios para crear la presión necesaria para la inyección, válvulas, turbinas de alimentación, etc.
Uso moderno
A pesar del hecho de que la operación de un motor a reacción requiere una gran cantidad de combustible, los motores de cohetes continúan sirviendo a las personas hoy en día. Se utilizan como motores de propulsión principales en vehículos de lanzamiento, así como motores de maniobra para varias naves espaciales y estaciones orbitales. En aviación, se utilizan otros tipos de calles de rodaje, que tienen características de rendimiento ligeramente diferentes ydiseño.
Desarrollo de la aviación
Desde principios del siglo XX hasta el estallido de la Segunda Guerra Mundial, la gente volaba solo en aviones de hélice. Estos dispositivos estaban equipados con motores de combustión interna. Sin embargo, el progreso no se detuvo. Con su desarrollo, surgió la necesidad de crear aviones más potentes y rápidos. Sin embargo, aquí los diseñadores de aeronaves se enfrentan a un problema aparentemente insoluble. El hecho es que incluso con un ligero aumento en la potencia del motor, la masa del avión aumentó significativamente. Sin embargo, el inglés Frank Will encontró la salida de la situación creada. Creó un motor fundamentalmente nuevo, llamado jet. Este invento dio un poderoso impulso al desarrollo de la aviación.
El principio de funcionamiento del motor a reacción de un avión es similar a las acciones de una manguera contra incendios. Su manguera tiene un extremo cónico. Al fluir a través de una abertura estrecha, el agua aumenta significativamente su velocidad. La fuerza de contrapresión creada en este caso es tan fuerte que el bombero apenas puede sostener la manguera en sus manos. Este comportamiento del agua también puede explicar el principio de funcionamiento del motor a reacción de un avión.
Calles de rodaje direccionales
Este tipo de motor a reacción es el más simple. Puedes imaginarlo en forma de tubería con extremos abiertos, que se instala en un plano en movimiento. Delante de su sección transversal se expande. Debido a este diseño, el aire entrante reduce su velocidad y aumenta su presión. El punto más ancho de tal tubería.es la cámara de combustión. Aquí es donde se inyecta el combustible y luego se quema. Tal proceso contribuye al calentamiento de los gases formados y su fuerte expansión. Esto crea el empuje de un motor a reacción. Es producido por todos los mismos gases cuando estallan con fuerza desde el extremo estrecho de la tubería. Es este empuje lo que hace que el avión vuele.
Problemas de uso
Los motores Sramjet tienen algunos inconvenientes. Solo pueden trabajar en el avión que está en movimiento. Una aeronave en reposo no puede ser activada por calles de rodaje de flujo directo. Para levantar un avión de este tipo en el aire, se necesita cualquier otro motor de arranque.
Resolución de problemas
El principio de funcionamiento de un motor a reacción de una aeronave tipo turborreactor, que carece de las deficiencias de una calle de rodaje de flujo directo, permitió a los diseñadores de aeronaves crear las aeronaves más avanzadas. ¿Cómo funciona este invento?
El elemento principal de un motor turborreactor es una turbina de gas. Con su ayuda, se activa un compresor de aire, a través del cual el aire comprimido se dirige a una cámara especial. Los productos obtenidos como resultado de la combustión del combustible (generalmente queroseno) caen sobre las palas de la turbina, que la impulsa. Además, el flujo de aire y gas pasa a la boquilla, donde se acelera a altas velocidades y crea una enorme fuerza de empuje del chorro.
Aumento de potencia
La fuerza de empuje reactiva puedeaumentar significativamente en un corto período de tiempo. Para esto, se utiliza la postcombustión. Es la inyección de una cantidad adicional de combustible en la corriente de gas que escapa de la turbina. El oxígeno no utilizado en la turbina contribuye a la combustión de queroseno, lo que aumenta el empuje del motor. A altas velocidades, el aumento de su valor alcanza el 70%, y a bajas velocidades, entre el 25 y el 30%.
