Reaktiivmootor loodusfüüsikas esitlus. Ettekanne teemal "Jet tõukejõud looduses"

Ettekanne 9. klassi füüsikatunnile teemal “Jet tõukejõud”
Materjali autor: Olga Ivanovna Martšenko, kõrgeima kvalifikatsioonikategooria füüsikaõpetaja, Munitsipaalharidusasutus-Keskkool nr 3, Marx, Saratovi oblast
Mark, 2015.

Uute teadmiste “avastamise” tund 9. klass Martšenko Olga Ivanovna, füüsikaõpetaja 2013
Reaktiivmootor

Eesmärgid. Hariduslik: 1. Esitage reaktiivjõu kontseptsioon, 2. Tooge näiteid reaktiivjõu kasutamisest looduses ja tehnoloogias. 3. Kirjeldage rakettide eesmärki, ülesehitust, tööpõhimõtet ja kasutamist. 4. Oskab määrata raketi kiirust, oskab kasutada impulsi jäävuse seadust ja Newtoni III seadust. 5. Näidake K. E. Tsiolkovski teoste tähendust. ja Korolev S.P. kosmoserakettide tõukejõu arendamisel. Hariduslik: näidake füüsiliste teadmiste praktilist tähtsust teemal "Jet tõukejõud"; suurendada õpilaste töö- ja loomingulist aktiivsust, laiendada nende silmaringi eneseharimise kaudu, Arendav: arendada võimet nähtuste vaatlemisel fakte analüüsida; arendada kultuuridialoogi oskusi, väljendada ja põhjendada oma seisukohta, kaitsta hinnangute õigsust, analüüsida tulemusi.

Maailma heliotsentriline süsteem
Õpetaja. - Sa tead, kuidas meie päikesesüsteem töötab. Muide, kuidas see töötab?
- Nüüd on aeg alustada päikesesüsteemi ümbruse üksikasjalikku uurimist
- Uurime välja, mis on Päike. Mis on Päike?
Mis on sellise struktuuri nimi? Miks seda nii nimetatakse?
- Kas teate, millised planeedid on osa päikesesüsteemist? Muide, milliseid?
I. Õppetegevuse motivatsioon.
(lähim täht)

Tee kosmosesse. Kosmoselaev lendas mööda kosmosemarsruuti ja vastutulevad tähed sädelesid ja kustusid.Kuidas võis ta millistest lendudest ja eksirännakutest järsku sattuda tähtedevahelisesse ruumi?..
- On aeg kosmosesse minna!

Reaktiivmootor
On aeg kosmosesse minna! - Uurige: kuidas kosmosesse "jõuda".
Kosmoselaev lendas mööda kosmosemarsruuti ja vastutulevad tähed sädelesid ja kustusid.Kuidas võis ta millistest lendudest ja eksirännakutest järsku sattuda tähtedevahelisesse ruumi?..
Aga kõigepealt uurime, miks me üldse liikuda saame?

1. Miks me saame maa peal liikuda?
- lükata maast lahti

1. Miks me saame liikuda – vee peal?
lükake veest eemale

3.Miks saame reisida läbi õhu?
- suruge õhust eemale
Millest kosmoses alustada? Kuidas sinna kolida?

Ülesanne 1. Jet ball
Järeldus. Õhk väljub ühes suunas ja pall liigub teises suunas.
Uurime veidi ja uurime, millest võib keha end ära tõugata, kui pole millestki eemale tõugata.
Ülesanne 1. Reaktiivõhupall Kaks inimest võtavad õngenööri, mille külge on kinnitatud õhupalliga toru, ja tõmbavad seda. Täitke õhupall täis ja vabastage see. Mis palliga juhtus? Mis pani palli liikuma?
(õhk sellest eraldatud)

Ülesanne 2. Reaktiivkäru.
Järeldus: õhk väljub ühes suunas - jalutuskäru. kolib teise juurde.
Võtke käru, mille küljes on õhupall. Täitke õhupall läbi kõrre täis. Asetage käru lauale ja vabastage pall
Mis käruga juhtus? Mis põhjustas käru liikuma hakkamise?
(õhk sellest eraldatud)

Tunni teema: Reaktiivjõud
Reaktiivne liikumine on liikumine, mis tekib siis, kui mõni selle osa on teatud kiirusega kehast eraldatud.

Kehalise kasvatuse minut
Näidake oma kujutlusvõimet ja proovige kujutada: kaheksajalga, kalmaari, meduusid, kurki.
"Meeletu" kurk
Kaheksajalg
Kalmaar

NÄITED JULA LIIKUMISE KOHTA LOODUSES: Joaga liikumine on iseloomulik kaheksajalgadele, kalmaaridele, seepiatele, meduusidele – eranditult kõik nad kasutavad ujumiseks väljapaisatud veejoa reaktsiooni (tagasitõuget).

Reaktiivmootor tehnoloogias
JUHATÕIKU AJALOOST Esimesed püssirohu ilutulestikud ja signaalraketid võeti kasutusele Hiinas 10. sajandil. 18. sajandil kasutati lahingurakette India ja Inglismaa vaenutegevuse ajal, samuti Vene-Türgi sõdades. Reaktiivmootorit kasutatakse nüüd lennukites, rakettides ja kosmoselaevades
Raketiheitja

Rakett
Harjutus. Ava õpik lk 84 “ Kanderaketti konstruktsioon ja tööpõhimõte”
Näiteid reaktiivjõust tehnoloogias
Niisiis, oleme leidnud tee kosmosesse – see on reaktiivjõud

suur vene teadlane ja leiutaja, avastas reaktiivjõu põhimõtte, keda peetakse õigustatult raketitehnoloogia rajajaks
Konstantin Eduardovitš Tsiolkovski (1857-1935)
Astronautika asutajad:

Sergei Pavlovitš Korolev (1907-1966)
kosmoselaeva disainer
Astronautika asutajad:

Juri Aleksejevitš Gagarin 1934-1968
Inimkonna ajaloo esimene kosmonaut tegi esimese mehitatud kosmoselennu 12. aprillil 1961 kosmoseaparaadil Vostok.
Astronautika rajajad.

Slaid 1

Slaid 2

Valemi tuletamine raketi kiiruse kohta stardi ajal Newtoni kolmanda seaduse järgi: F1 = - F2, kus F1 on jõud, millega rakett mõjub kuumadele gaasidele ja F2 on jõud, millega gaasid raketti tõrjuvad. Nende jõudude moodulid on võrdsed: F1 = F2. Reaktiivjõud on jõud F2. Arvutame välja kiiruse, mida rakett suudab omandada. Kui väljapaiskuvate gaaside impulss on võrdne Vg mg ja raketi impulss on Vр mр, siis impulsi jäävuse seaduse järgi saame: Vg mg = Vр mр, Kust tuleb raketi kiirus: Vр = Vг mг / mр

Slaid 3

Konstantin Eduardovitš Tsiolkovski Idee kasutada kosmoselendudeks rakette pakkus 20. sajandi alguses vene teadlane, leiutaja ja õpetaja Konstantin Eduardovitš Tsiolkovski. Tsialkovski töötas välja rakettide liikumise teooria, tuletas valemi nende kiiruse arvutamiseks ja tegi esimesena ettepaneku kasutada mitmeastmelisi rakette.

Slaid 4

Planeedi esimene kosmonaut ning kodumaise raketi- ja kosmosetehnoloogia peadisainer Sergei Pavlovitš Korolev on Nõukogude teadlane ja disainer, kõigi kosmoselendude direktor. Esimene kosmonaut Juri Aleksejevitš Gagarin tegi 12. aprillil 1961. aastal kosmoseaparaadiga Vostok 1 tunni 48 minutiga ümber Maa.

Slaid 5

Reaktiivne liikumine Reaktiivne liikumine tekib tänu sellele, et mingi osa sellest eraldub kehast ja liigub, mille tulemusena omandab keha ise vastupidise impulsi.

Slaid 6

Reaktiivjõu põhimõte leiab laialdast praktilist rakendust lennunduses ja astronautikas. Kosmoses pole keskkonda, millega keha saaks suhelda ja seeläbi oma kiiruse suunda ja suurust muuta. Seetõttu saab kosmoselendudeks kasutada ainult reaktiivlennukeid, s.t. raketid.

Slaid 7

Üheastmelise raketi disaini visuaalne skeem. Igal raketil, olenemata selle konstruktsioonist, on alati kest ja oksüdeerijaga kütus. Joonisel on kujutatud raketi ristlõige. Näeme, et raketi kest sisaldab kasulikku lasti (kosmoselaev), instrumendiruumi ja mootorit (põlemiskamber, pumbad jne).

Slaid 8

Mitmeastmelised raketid Kosmoselendude praktikas kasutatakse tavaliselt mitmeastmelisi rakette, mis arendavad palju suuremat kiirust ja on mõeldud pikemateks lendudeks. Joonisel on kujutatud sellise raketi skeem. Pärast esimese etapi kütuse ja oksüdeerija tarbimist visatakse see etapp automaatselt välja ja teise astme mootor võtab üle jne. Raketi üldmassi vähendamine niigi ebavajaliku astme äraviskamisega säästab kütust ja oksüdeerijat ning suurendab raketi kiirust.

Reaktiivjõu kasutamine looduses Paljud meist on oma elus meres ujudes meduusid kohanud. Kuid vähesed inimesed arvasid, et meduusid kasutavad liikumiseks ka reaktiivjõudu. Ja sageli on mereselgrootute efektiivsus reaktiivjõu kasutamisel palju suurem kui tehnoloogilistel leiutistel.

Seepia Seepia, nagu enamik peajalgseid, liigub vees järgmiselt. Ta võtab vett lõpuseõõnde läbi külgpilu ja spetsiaalse lehtri keha ees ning viskab seejärel energiliselt läbi lehtri veejoa välja. Seepia suunab lehtritoru küljele või taha ning sealt kiiresti vett välja pigistades võib liikuda eri suundades.

Kalmaar Kalmaar on ookeani sügavuste suurim selgrootu elanik. See liigub reaktiivjõu põhimõttel, neelates vett ja surudes selle seejärel tohutu jõuga läbi spetsiaalse augu - "lehtri" ja suurel kiirusel (umbes 70 km/h) surub ta tahapoole. Samal ajal koondatakse kalmaari kõik kümme kombitsat tema pea kohale sõlme ja see võtab voolujoonelise kuju.

Lendav kalmaar See on heeringa suurune väike loom. Ta jälitab kalu sellise kiirusega, et hüppab sageli veest välja, libisedes noolena üle selle pinna. Olles välja töötanud vees maksimaalse reaktiivtõukejõu, tõuseb pilootkalmaar õhku ja lendab üle lainete rohkem kui viiekümne meetri kaugusele. Elava raketi lennu apogee asub nii kõrgel vee kohal, et lendavad kalmaarid satuvad sageli ookeanilaevade tekkidele. Neli kuni viis meetrit ei ole rekordkõrgus, milleni kalmaar taevasse tõuseb. Mõnikord lendavad nad veelgi kõrgemale.

Kaheksajalg Kaheksajalad oskavad lennata. Prantsuse loodusteadlane Jean Verani nägi, kuidas tavaline kaheksajalg akvaariumis kiirendas ja järsku tagurpidi veest välja hüppas. Kirjeldanud umbes viie meetri pikkust kaare õhus, hüppas ta tagasi akvaariumi. Hüppamiseks kiirust kogudes ei liikunud kaheksajalg mitte ainult reaktiivtõukejõu tõttu, vaid ka aerutas oma kombitsatega.

Pöörane kurk Lõunamaades (ja ka siin Musta mere rannikul) kasvab taim nimega "hullukurk". Küpset kurgilaadset vilja kergelt puudutades põrkab see varre küljest lahti ja läbi tekkinud augu lendab viljast kuni 10 m/s kiirusega välja seemnetega vedelik. Hullunud kurk (muidu kutsutakse "daamide püstoliks") tulistab rohkem kui 12 m.

Füüsika ettekanne kooliastmes (9. klass) teemal "Jet propulsion" ppt formaadis (powerpoint 2003), sisaldab 23 slaidi.

Fragmendid esitlusest

• Keha impulss. Jõuimpulss.
• Impulsi jäävuse seadus.
• Reaktiivmootor:
  • reaktiivmootor looduses ja tehnoloogias;
  • reaktiivjõu arengu ajalugu;
  • kosmoseuuringute tähtsus.

Aastasadu on inimesed imetlenud ja uurinud tähistaevast – üht looduse suurimat vaatemängu. Juba iidsetest aegadest on taevas köitnud inimese tähelepanu, paljastades tema pilgule hämmastavaid ja arusaamatuid pilte. Ümbritsetuna sügavast mustusest vilguvad väikesed eredad tuled, võrreldamatult eredamad kui parimad vääriskivid. Kas nendelt tohututelt, kaugetelt maailmadelt on võimalik pilk maha võtta!?

“Ütlen inimesele: usu endasse!
Saate kõike teha!
Saate teada kõiki igaviku saladusi. saada kõigi looduse rikkuste peremeheks. Sul on tiivad selja taga. Kiigutage neid! Noh, löö seda ja oled õnnelik, võimas ja vaba..."

K. E. Tsiolkovski

Kehaimpulss, jõuimpulss

• Keha impulss on vektorfüüsikaline suurus, mis on mehaanilise liikumise mõõt, mis on arvuliselt võrdne keha massi ja selle liikumiskiiruse korrutisega.
• Jõuimpulss on vektorfüüsikaline suurus, mis on jõu mõju mõõt teatud aja jooksul.
• Keha impulsi muutus on võrdne jõu impulsiga.
• Kui kehad suhtlevad, võivad nende impulsid muutuda.

Impulsi jäävuse seadus: suletud kehade süsteemi koguimpulss jääb konstantseks selle süsteemi kehade omavahelise interaktsiooni ajal.

Impulsi jäävuse seaduse kohaldamise tingimused:

1. Süsteem peab olema suletud.
2. Süsteemi kehadele mõjuvad välised jõud kompenseeritakse või võib nende tegevuse tähelepanuta jätta.
3. Teostatakse inertsiaalsetes referentssüsteemides.

Reaktiivmootor

Igasugune liikumine on võimatu ilma antud süsteemi kehade vastasmõjuta keskkonnaga. Ja joa liikumise rakendamiseks ei ole vaja keha ja keskkonna koostoimet.

• Reaktiivseks nimetatakse keha liikumist, mis tuleneb osa selle massist eraldumisest teatud kiirusel.
• Reaktiivjõu põhimõtted leiavad laialdast praktilist rakendust lennunduses ja astronautikas.

Esimene mehitatud raketi projekt oli 1881. aastal kuulsa revolutsionääri pulbermootoriga raketi projekt. Nikolai Ivanovitš Kibaltšitš(1853-1881). Olles tsaarikohtu poolt süüdi mõistetud keiser Aleksander II mõrvas osalemises, esitas Kibalchich 10 päeva enne hukkamist vangla juhtkonnale oma leiutist kirjeldava märkuse. Kuid tsaariaegsed ametnikud varjasid seda projekti teadlaste eest. See sai teatavaks alles 1916. aastal. Aastal 1903 Konstantin Eduardovitš Tsiolkovski pakkus välja vedelkütust kasutava kosmoselennu raketi esimese disaini ja tuletas raketi kiiruse valemi. 1929. aastal pakkus teadlane välja idee luua rakettrongid (mitmeastmelised raketid).

Sergei Pavlovitš Korolev oli suurim raketi- ja kosmosesüsteemide projekteerija. Tema juhtimisel lasti teele maailma esimesed tehissatelliidid Maa, Kuu ja Päike, esimene mehitatud kosmoselaev ja esimene mehitatud kosmoselaev.

Kosmoseuuringute tähtsus

1. Satelliitide kasutamine sidepidamiseks. Telefoni- ja televisiooniside rakendamine.
2. Satelliitide kasutamine laevade ja lennukite navigeerimiseks.
3. satelliitide kasutamine meteoroloogias ja atmosfääris toimuvate protsesside uurimisel; loodusnähtuste prognoosimine.
4. Satelliitide kasutamine teadusuuringuteks, erinevate tehnoloogiliste protsesside rakendamine kaaluta oleku tingimustes, loodusvarade selgitamine.
5. Satelliitide kasutamine kosmose ja Päikesesüsteemi teiste kehade füüsilise olemuse uurimiseks

Reaktiivmootor looduses ja tehnoloogias

FÜÜSIKA KOKKUVÕTE

Reaktiivmootor- liikumine, mis tekib siis, kui mõni selle osa on teatud kiirusega kehast eraldatud.

Reaktiivne jõud ilmneb ilma väliste kehadega suhtlemiseta.

Reaktiivjõu rakendamine looduses

Paljud meist on oma elus meres ujudes meduusid kohanud. Igal juhul on neid Mustal merel küllalt. Kuid vähesed inimesed arvasid, et meduusid kasutavad liikumiseks ka reaktiivjõudu. Lisaks liiguvad nii kiilide vastsed ja teatud tüüpi mereplankton. Ja sageli on mereselgrootute efektiivsus reaktiivjõu kasutamisel palju suurem kui tehnoloogilistel leiutistel.

Reaktiivjõudu kasutavad paljud molluskid – kaheksajalad, kalmaarid, seepia. Näiteks merikarbi mollusk liigub edasi kestast välja paiskunud veejoa reaktiivjõu mõjul selle ventiilide järsu kokkusurumise käigus.

Kaheksajalg

Seepia

Seepia, nagu enamik peajalgseid, liigub vees järgmiselt. Ta võtab vett lõpuseõõnde läbi külgpilu ja spetsiaalse lehtri keha ees ning viskab seejärel energiliselt läbi lehtri veejoa välja. Seepia suunab lehtritoru küljele või taha ning sealt kiiresti vett välja pigistades võib liikuda eri suundades.

Läbipaistva kehaga salpamariinloom saab liikumisel eesmise ava kaudu vett ning vesi satub laia õõnsusse, mille sees on lõpused diagonaalselt venitatud. Niipea, kui loom võtab suure lonksu vett, sulgub auk. Seejärel tõmbuvad salpi piki- ja põikilihased kokku, kogu keha tõmbub kokku ja tagumise ava kaudu surutakse vesi välja. Väljapääseva joa reaktsioon lükkab salpa ette.

Suurimat huvi pakub kalmaari reaktiivmootor. Kalmaar on ookeani sügavuste suurim selgrootu elanik. Kalmaarid on saavutanud reaktiivlennukite navigeerimises kõrgeima täiuslikkuse. Isegi nende keha oma väliste vormidega kopeerib raketti (või õigemini öeldes, rakett kopeerib kalmaari, kuna sellel on selles küsimuses vaieldamatu prioriteet). Aeglaselt liikudes kasutab kalmaar suurt rombikujulist uime, mis perioodiliselt paindub. See kasutab kiireks viskamiseks reaktiivmootorit. Lihaskude - vahevöö ümbritseb molluski keha igast küljest, selle õõnsuse maht on peaaegu pool kalmaari keha mahust. Loom imeb vett mantliõõnde ja viskab seejärel järsult läbi kitsa düüsi veejoa välja ja liigub kiirete tõugetega tahapoole. Samal ajal koondatakse kõik kümme kalmaari kombitsat pea kohale sõlme ja see võtab voolujoonelise kuju. Düüs on varustatud spetsiaalse ventiiliga ja lihased saavad seda pöörata, muutes liikumissuunda. Kalmaari mootor on väga ökonoomne, see on võimeline saavutama kiirust kuni 60 - 70 km/h. (Mõned teadlased usuvad, et isegi kuni 150 km/h!) Pole ime, et kalmaari nimetatakse "elavaks torpeedoks". Kimpus olevaid kombitsaid paremale, vasakule, üles või alla painutades pöördub kalmaar ühes või teises suunas. Kuna selline rool on looma endaga võrreldes väga suur, siis piisab selle kergest liigutusest, et kalmaar saaks isegi täiskiirusel takistusega kokkupõrkest kergesti kõrvale põikleda. Rooli järsk pööre - ja ujuja tormab vastassuunas. Nii et ta painutas lehtri otsa tagasi ja libiseb nüüd pea ees. Ta painutas seda paremale – ja reaktiivtõuge paiskas ta vasakule. Aga kui on vaja kiiresti ujuda, jääb lehter alati otse kombitsate vahele välja ja kalmaar tormab saba esimesena, täpselt nagu jõevähk jookseks – võidusõitja väledusega varustatud kiirkõndija.

Kui kiirustada pole vaja, ujuvad kalmaarid ja seepia laineliste uimedega - miniatuursed lained jooksevad nendest eest-tagasi üle ning loom liugleb graatsiliselt, surudes end aeg-ajalt ka mantli alt välja paisatud veejoaga. Siis on selgelt näha üksikud löögid, mida mollusk veejugade purske hetkel saab. Mõned peajalgsed võivad jõuda kiiruseni kuni viiskümmend viis kilomeetrit tunnis. Tundub, et otsemõõtmisi pole keegi teinud, kuid seda saab hinnata lendavate kalmaaride kiiruse ja lennuulatuse järgi. Ja tuleb välja, et kaheksajalgadel on peres sellised anded! Parim piloot molluskite seas on kalmaar Stenoteuthis. Inglise meremehed nimetavad seda lendavaks kalmaariks ("lendav kalmaar"). See on umbes heeringa suurune väike loom. Ta jälitab kalu sellise kiirusega, et hüppab sageli veest välja, libisedes noolena üle selle pinna. Ta kasutab seda trikki, et päästa oma elu kiskjate - tuunikala ja makrelli - eest. Olles välja töötanud vees maksimaalse reaktiivtõukejõu, tõuseb pilootkalmaar õhku ja lendab üle lainete rohkem kui viiekümne meetri kaugusele. Elava raketi lennu apogee asub nii kõrgel vee kohal, et lendavad kalmaarid satuvad sageli ookeanilaevade tekkidele. Neli kuni viis meetrit ei ole rekordkõrgus, milleni kalmaar taevasse tõuseb. Mõnikord lendavad nad veelgi kõrgemale.

Inglise molluskiuurija dr Rees kirjeldas ühes teadusartiklis kalmaari (pikkusega vaid 16 sentimeetrit), kes paraja vahemaa läbi õhu lennanud kukkus jahi sillale, mis kerkis veest ligi seitse meetrit kõrgemale.

Juhtub, et sädelevas kaskaadis kukub laevale palju lendavaid kalmaare. Vanakirjanik Trebius Niger rääkis kord kurva loo laevast, mis väidetavalt selle tekile kukkunud lendavate kalmaaride raskuse all uppus. Kalmaar suudab õhku tõusta ilma kiirenduseta.

Ka kaheksajalad oskavad lennata. Prantsuse loodusteadlane Jean Verani nägi, kuidas tavaline kaheksajalg akvaariumis kiirendas ja järsku tagurpidi veest välja hüppas. Kirjeldanud umbes viie meetri pikkust kaare õhus, hüppas ta tagasi akvaariumi. Hüppamiseks kiirust kogudes ei liikunud kaheksajalg mitte ainult reaktiivtõukejõu tõttu, vaid ka aerutas oma kombitsatega.
Kottis kaheksajalad ujuvad muidugi halvemini kui kalmaarid, kuid kriitilistel hetkedel võivad nad näidata parimate sprinterite rekordklassi. California akvaariumi töötajad püüdsid pildistada krabi ründavat kaheksajalga. Kaheksajalg tormas oma saagile sellise kiirusega, et kile sisaldas isegi kõige suurematel kiirustel filmides alati rasva. See tähendab, et vise kestis sajandiksekundeid! Tavaliselt ujuvad kaheksajalad suhteliselt aeglaselt. Kaheksajalgade rännet uurinud Joseph Seinl arvutas: poolemeetrine kaheksajalg ujub läbi mere keskmise kiirusega umbes viisteist kilomeetrit tunnis. Iga lehtrist välja paisatud veejuga surub seda kaks kuni kaks ja pool meetrit edasi (õigemini tahapoole, kuna kaheksajalg ujub tagurpidi).

Jet-liikumist võib leida ka taimemaailmast. Näiteks “hullu kurgi” küpsed viljad põrkuvad vähimagi puudutusega varre küljest lahti ja tekkinud august paiskub jõuliselt välja kleepuv seemnetega vedelik. Kurk ise lendab kuni 12 m kaugusele vastassuunas.

Teades impulsi jäävuse seadust, saate muuta oma liikumiskiirust avatud ruumis. Kui oled paadis ja sul on mitu rasket kivi, siis kivide loopimine kindlas suunas liigutab sind vastupidises suunas. Sama juhtub avakosmoses, kuid seal kasutavad nad selleks reaktiivmootoreid.

Kõik teavad, et relva lasuga kaasneb tagasilöök. Kui kuuli kaal oleks võrdne relva raskusega, lendaksid need laiali sama kiirusega. Tagasilöök tekib seetõttu, et väljapaiskuv gaasimass tekitab reaktiivjõu, tänu millele saab tagada liikumise nii õhus kui ka õhuvabas ruumis. Ja mida suurem on voolavate gaaside mass ja kiirus, seda suuremat tagasilöögijõudu meie õlg tunneb, mida tugevam on relva reaktsioon, seda suurem on reaktiivjõud.

Reaktiivjõu rakendamine tehnoloogias

Inimkond on unistanud kosmoselendudest palju sajandeid. Ulmekirjanikud on selle eesmärgi saavutamiseks välja pakkunud mitmesuguseid vahendeid. 17. sajandil ilmus prantsuse kirjaniku Cyrano de Bergeraci lugu lennust Kuule. Selle loo kangelane jõudis Kuule raudkäruga, millest ta pidevalt tugeva magnetiga üle viskas. Tema poole meelitades tõusis vanker Maa kohal aina kõrgemale, kuni jõudis Kuule. Ja parun Münchausen ütles, et ronis Kuule mööda oavart.

Esimese aastatuhande lõpul pKr leiutas Hiina reaktiivtõukejõu, mis kasutas rakette – püssirohuga täidetud bambustorusid, neid kasutati ka lõbuna. Üks esimesi autoprojekte oli ka reaktiivmootoriga ja see projekt kuulus Newtonile

Maailma esimese inimlennuks mõeldud reaktiivlennuki projekti autor oli Vene revolutsionäär N.I. Kibalchich. Ta hukati 3. aprillil 1881 keiser Aleksander II mõrvakatses osalemise eest. Ta arendas oma projekti vanglas pärast surmamõistmist. Kibalchich kirjutas: „Vangis olles, paar päeva enne oma surma, kirjutan seda projekti. Ma usun oma idee teostatavusse ja see usk toetab mind mu kohutavas olukorras... Ma astun rahulikult surmale vastu, teades, et minu idee ei sure koos minuga.”

Idee kasutada kosmoselendudeks rakette pakkus selle sajandi alguses välja vene teadlane Konstantin Eduardovitš Tsiolkovski. 1903. aastal ilmus trükis Kaluga gümnaasiumi õpetaja K.E.-i artikkel. Tsiolkovski "Maailmaruumide uurimine reaktiivsete instrumentide abil". See töö sisaldas astronautika jaoks kõige olulisemat matemaatilist võrrandit, mida nüüd tuntakse Tsiolkovski valemina, mis kirjeldas muutuva massiga keha liikumist. Seejärel töötas ta välja vedelkütuse rakettmootori kujunduse, pakkus välja mitmeastmelise raketiprojekti ja väljendas ideed võimalusest luua terveid kosmoselinnu madalal Maa orbiidil. Ta näitas, et ainus seade, mis suudab gravitatsiooni ületada, on rakett, s.o. reaktiivmootoriga seade, mis kasutab seadmel endal asuvat kütust ja oksüdeerijat.

Reaktiivmootor on mootor, mis muudab kütuse keemilise energia gaasijoa kineetiliseks energiaks, samal ajal kui mootor omandab pöördeid vastupidises suunas.

K.E. Tsiolkovski ideed viisid ellu Nõukogude teadlased akadeemik Sergei Pavlovitš Korolevi juhtimisel. Ajaloo esimene kunstlik Maa satelliit saadeti Nõukogude Liidus raketiga orbiidile 4. oktoobril 1957. aastal.

Reaktiivjõu põhimõte leiab laialdast praktilist rakendust lennunduses ja astronautikas. Kosmoses pole keskkonda, millega keha saaks suhelda ja seeläbi oma kiiruse suunda ja suurusjärku muuta, seetõttu saab kosmoselendudeks kasutada ainult reaktiivlennukeid ehk rakette.

Raketi seade

Raketi liikumine põhineb impulsi jäävuse seadusel. Kui mingil ajahetkel mõni keha raketist eemale visatakse, omandab see sama impulsi, kuid see on suunatud vastupidises suunas.

Igal raketil, olenemata selle konstruktsioonist, on alati kest ja oksüdeerijaga kütus. Raketi kest sisaldab kasulikku lasti (antud juhul kosmoselaeva), instrumendiruumi ja mootorit (põlemiskamber, pumbad jne).

Raketi põhimass on oksüdeerijaga kütus (oksüdeerijat on vaja kütuse põlemise säilitamiseks, kuna ruumis pole hapnikku).

Kütus ja oksüdeerija tarnitakse põlemiskambrisse pumpade abil. Kütus muutub põletamisel kõrge temperatuuri ja kõrge rõhuga gaasiks. Suure rõhkude erinevuse tõttu põlemiskambris ja kosmoses paiskuvad põlemiskambrist gaasid võimsa joana välja spetsiaalse kujuga pesa, mida nimetatakse otsikuks. Düüsi eesmärk on suurendada joa kiirust.

Enne raketi starti on selle hoog null. Põlemiskambris ja kõigi teiste raketi osade gaasi vastasmõju tulemusena saab läbi düüsi väljuv gaas mingi impulsi. Siis on rakett suletud süsteem ja selle koguimpulss peab pärast starti olema null. Seetõttu saab kogu selles oleva raketi kest impulsi, mis on võrdne gaasi impulsiga, kuid vastupidine.

Raketi kõige massiivsemat osa, mis on ette nähtud kogu raketi käivitamiseks ja kiirendamiseks, nimetatakse esimeseks etapiks. Kui mitmeastmelise raketi esimene massiivne aste ammendab kiirendamisel kõik oma kütusevarud, eraldub see. Edasist kiirendust jätkab teine, vähemmassiivne aste ning see lisab esimese etapi abil varem saavutatud kiirusele veidi kiirust juurde ja siis eraldub. Kolmas etapp jätkab kiiruse suurendamist nõutava väärtuseni ja toimetab kasuliku koormuse orbiidile.

Esimene inimene, kes avakosmosesse lendas, oli Nõukogude Liidu kodanik Juri Aleksejevitš Gagarin. 12. aprill 1961 tegi ta Vostok satelliidil ümber maakera.

Nõukogude raketid jõudsid esimestena Kuule, tiirutasid Kuu ümber ja pildistasid selle Maalt nähtamatut külge ning jõudsid esimestena planeedile Veenus ja toimetasid selle pinnale teaduslikke instrumente. 1986. aastal uurisid kaks Nõukogude kosmoselaeva Vega 1 ja Vega 2 tähelepanelikult Halley komeeti, mis läheneb Päikesele kord 76 aasta jooksul.