Данный материал представлен в формате Word и разработан в помощь учителю при проведении внеклассного мероприятия, посвящённого дню космонавтики, декадника, предметной недели в курсе физики 10 класса или при оформлении стенда, газеты ("Великие учёные", "Первооткрыватели", "Замечательные люди". "Великие открытия". "Ракетостроение"...) Материал полностью готов к распечатке
Реактивная тяга и её использование в авиации и ракетной
технике.
В современной технике реактивный двигатель определяют как двигатель, в котором подводимая энергия
преобразуется в кинетическую энергию струи рабочего тела, вытекающего из двигателя, а получающаяся за счёт этого сила
реакции является силой тяги.
Блок – схема реактивного двигателя
Генератор рабочего тела
Ускоритель рабочего тела
направление
истечения
газов
Источник энергии
Рабочее тело (газ, ионы, ядерные частицы) из генератора поступает в ускоритель, где ускоряется до определённой
скорости и отбрасывается двигателем в виде реактивной струи.
Принципиальное отличие любого реактивного двигателя – он сам приводит в движение связанный с
ним транспортный аппарат без участия промежуточных агрегатов (движителей).
Для протекания реакции необходимо взаимодействие двух веществ – горючего и окислителя.
В качестве горючего используются: водород, углерод, бор, некоторые металлы (алюминий, литий, бериллий).
В качестве окислителя используются: кислород, фтор, хлор.
1)Воздушно – реактивные двигатели (ВРД)
Классы реактивных двигателей:
Они сыграли важную роль в развитии техники (авиационной), т.к. позволили достигнуть скорость звука и в
несколько раз превзойти её. Для сжигания горючего (керосина) используется кислород окружающего воздуха, который
засасывается в двигатель. Отсутствие окислителя на борту – это преимущество, т.к. значительно облегчает конструкцию, но
это ограничивает область применения двигателя высотами до 30 км.
2)Жидкостные реактивные двигатели (ЖРД)
Принцип работы: окислитель и горючее поступают в смесительную головку камеры раздельно. Затем они вводятся в
камеру через форсунку головки благодаря разности давлений в системе подачи топлива и головке камеры. Для высокой
эффективности двигателя необходимо, чтобы реакция в камере сгорания протекала как можно быстрее и была как можно
более полно выражена (чтобы всё горючее вступило в реакцию со всем окислителем). ЖРД устанавливают на ракетах.
Одноступенчатая ракета может приобрести скорость до 2500 м/с. Применение многоступенчатых ракет позволило получить
скорость, превышающую вторую космическую.
3)На твёрдом топливе (РДТТ)
Он имеет две основные части: камеру сгорания и реактивное сопло. Простота устройства – это основное
преимущество этого класса, а также постоянная готовность к действию, надёжность и простота эксплуатации. Основной
элемент – заряд твёрдого топлива (первым был порох, который содержит и горючее, и окислитель). Сейчас применяют
раствор нитроцеллюлозы и нитроглицерина. Скорость истечения газов 2000 м/с.
То, что камера сгорания является и топливным баком, значительно упрощает конструкцию, но и создаёт неудобство:
трудно изменять не только величину силы тяги, но и её направление.
Самое широкое применение это военная техника (на кораблях, самолётах, как противотанковые и зенитные
ракеты).
Характеристики реактивных двигателей:
1)Сила тяги – равнодействующая всех сил, действующих на поверхность двигателя (снаружиатмосферное давление,
изнутрипревышающее его давление).
2)Удельная тяга – тяга, получаемая в двигателе при расходе 1кг топлива за 1с (пропорциональна скорости истечения газов
из сопла).
Устройство РДТТ
1 воспламенитель
2 корпус
3 – заряд топлива
4 сопло
Устройство ВРД
1 – рабочие форсунки
2 – пусковые форсунки
3 – свечи зажигания
Устройство ЖРД
1 – камера сгорания2, 5, 7 – клапаны
3 – бак с горючим
4 – баллон со сжатым газом
6 – баллон с окислителем