Chini ya mwendo wa jet inaeleweka, ambapo moja ya sehemu zake hutenganishwa na mwili kwa kasi fulani. Nguvu inayotokana hufanya kazi yenyewe. Kwa maneno mengine, yeye hukosa mgusano hata kidogo na miili ya nje.
Usogezaji wa ndege asilia
Wakati wa likizo ya majira ya joto huko kusini, karibu kila mmoja wetu, tulipokuwa tukiogelea baharini, alikutana na jellyfish. Lakini watu wachache walifikiri juu ya ukweli kwamba wanyama hawa hutembea kwa njia sawa na injini ya ndege. Kanuni ya operesheni katika asili ya kitengo kama hicho inaweza kuzingatiwa wakati wa kusonga aina fulani za plankton ya baharini na mabuu ya dragonfly. Zaidi ya hayo, ufanisi wa wanyama hawa wasio na uti wa mgongo mara nyingi huwa juu kuliko ule wa njia za kiufundi.
Nani mwingine anaweza kuonyesha jinsi injini ya ndege inavyofanya kazi? Squid, pweza na cuttlefish. Harakati kama hiyo hufanywa na moluska wengine wengi wa baharini. Chukua, kwa mfano, cuttlefish. Anachukua maji kwenye tundu la gill yake na kuyatupa nje kwa nguvu kupitia funnel, ambayo anaelekeza nyuma au kando. Ambapomoluska anaweza kusogea kuelekea upande ufaao.
Kanuni ya utendakazi wa injini ya ndege pia inaweza kuzingatiwa wakati wa kusonga mafuta ya nguruwe. Mnyama huyu wa baharini huchukua maji ndani ya shimo pana. Baada ya hayo, misuli ya mwili wake hupungua, ikisukuma kioevu nje kupitia shimo nyuma. Mwitikio wa jeti inayotokana huruhusu tallow kusonga mbele.
Makombora ya baharini
Lakini ngisi wamepata ukamilifu zaidi katika usogezaji wa ndege. Hata sura ya roketi yenyewe inaonekana kunakiliwa kutoka kwa viumbe hawa wa baharini. Anaposonga kwa mwendo wa chini, ngisi hupinda mara kwa mara pezi lake lenye umbo la almasi. Lakini kwa kutupa haraka, anapaswa kutumia "jet engine" yake mwenyewe. Kanuni ya uendeshaji wa misuli na mwili wake wote inafaa kuzingatiwa kwa undani zaidi.
ngisi wana vazi la kipekee. Hii ni tishu ya misuli inayozunguka mwili wake kutoka pande zote. Wakati wa harakati, mnyama huvuta kiasi kikubwa cha maji ndani ya vazi hili, akiondoa kwa kasi ndege kupitia pua maalum nyembamba. Vitendo kama hivyo huruhusu squids kusonga kwa jerks nyuma kwa kasi hadi kilomita sabini kwa saa. Wakati wa harakati, mnyama hukusanya tentacles zake zote kwenye kifungu, ambacho hupa mwili sura iliyopangwa. Pua ina valve maalum. Mnyama hugeuka kwa msaada wa contraction ya misuli. Hii inaruhusu maisha ya baharini kubadili mwelekeo. Jukumu la usukani wakati wa harakati za squid pia huchezwa na tentacles zake. Anawaelekeza kushoto au kulia, chiniau juu, kwa urahisi kukwepa migongano na vizuizi mbalimbali.
Kuna spishi ya ngisi (stenoteuthys), ambayo inashikilia cheo cha rubani bora kati ya samakigamba. Eleza kanuni ya uendeshaji wa injini ya ndege - na utaelewa kwa nini, baada ya kufukuza samaki, mnyama huyu wakati mwingine anaruka nje ya maji, hata akiingia kwenye safu za meli zinazovuka bahari. Inatokeaje? Squid wa majaribio, akiwa ndani ya maji, huendeleza msukumo wa juu wa ndege kwa ajili yake. Hii humruhusu kuruka juu ya mawimbi kwa umbali wa hadi mita hamsini.
Tukizingatia injini ya ndege, kanuni ya uendeshaji wa mnyama gani inaweza kutajwa zaidi? Hizi ni, kwa mtazamo wa kwanza, pweza wa baggy. Waogeleaji wao sio haraka kama ngisi, lakini katika hatari hata wanariadha bora zaidi wanaweza kuonea wivu kasi yao. Wanabiolojia ambao wamechunguza uhamaji wa pweza wamegundua kwamba wanasonga kama injini ya ndege inavyofanya kazi.
Mnyama mwenye kila jeti ya maji inayotupwa nje ya faneli hufanya msukosuko wa mita mbili au hata mbili na nusu. Wakati huo huo, pweza huogelea kwa njia ya kipekee - kurudi nyuma.
Mifano mingine ya mwendo wa jet
Kuna roketi katika ulimwengu wa mimea. Kanuni ya injini ya ndege inaweza kuzingatiwa wakati, hata kwa kugusa nyepesi sana, "tango la kichaa" linaruka kutoka kwa bua kwa kasi ya juu, wakati huo huo kukataa kioevu nata na mbegu. Wakati huo huo, fetasi yenyewe huruka umbali mkubwa (hadi m 12) kuelekea upande tofauti.
Kanuni ya injini ya ndege pia inaweza kuzingatiwa,akiwa kwenye mashua. Ikiwa mawe mazito yanatupwa kutoka kwake ndani ya maji kwa mwelekeo fulani, basi harakati itaanza kwa mwelekeo tofauti. Kanuni ya uendeshaji wa injini ya ndege ya roketi ni sawa. Kuna gesi tu hutumiwa badala ya mawe. Huunda nguvu tendaji ambayo hutoa mwendo angani na katika nafasi adimu.
Safari za Ajabu
Mwanadamu kwa muda mrefu amekuwa na ndoto ya kuruka angani. Hii inathibitishwa na kazi za waandishi wa hadithi za sayansi, ambao walitoa njia mbalimbali za kufikia lengo hili. Kwa mfano, shujaa wa hadithi ya mwandishi wa Kifaransa Hercule Savignin, Cyrano de Bergerac, alifikia mwezi kwenye gari la chuma, ambalo sumaku yenye nguvu ilitupwa mara kwa mara. Munchausen maarufu pia alifikia sayari hiyo hiyo. Shina kubwa la maharagwe lilimsaidia kufanya safari.
Uendeshaji wa ndege ulitumiwa nchini Uchina mapema kama milenia ya kwanza KK. Wakati huo huo, mirija ya mianzi, ambayo ilijazwa na baruti, ilitumika kama aina ya roketi za kufurahisha. Kwa njia, mradi wa gari la kwanza kwenye sayari yetu, iliyoundwa na Newton, pia ulikuwa na injini ya ndege.
Historia ya kuundwa kwa RD
Katika karne ya 19 pekee. Ndoto ya mwanadamu ya anga ya nje ilianza kupata sifa halisi. Baada ya yote, ilikuwa katika karne hii kwamba mwanamapinduzi wa Kirusi N. I. Kibalchich aliunda mradi wa kwanza wa dunia wa ndege yenye injini ya ndege. Karatasi zote ziliundwa na Narodnaya Volya gerezani, ambapo aliishia baada ya jaribio la kumuua Alexander. Lakini, kwa bahati mbaya, tarehe 1881-03-04Kibalchich alitekelezwa, na wazo lake halikuweza kutekelezwa kwa vitendo.
Mwanzoni mwa karne ya 20. Wazo la kutumia roketi kwa ndege kwenda angani lilitolewa na mwanasayansi wa Urusi K. E. Tsiolkovsky. Kwa mara ya kwanza, kazi yake, iliyo na maelezo ya harakati ya mwili wa molekuli ya kutofautiana kwa namna ya equation ya hisabati, ilichapishwa mwaka wa 1903. Baadaye, mwanasayansi alianzisha mpango sana wa injini ya ndege inayoendeshwa na mafuta ya kioevu.
Pia, Tsiolkovsky alivumbua roketi ya hatua nyingi na kuweka mbele wazo la kuunda miji ya anga za juu katika obiti ya karibu ya Dunia. Tsiolkovsky alithibitisha kwa uthabiti kwamba njia pekee ya kukimbia angani ni roketi. Hiyo ni, kifaa kilicho na injini ya ndege, iliyojaa mafuta na kioksidishaji. Roketi kama hiyo pekee ndiyo yenye uwezo wa kushinda mvuto na kuruka zaidi ya angahewa ya dunia.
Ugunduzi wa anga
Nakala ya Tsiolkovsky, iliyochapishwa katika jarida la "Mapitio ya Kisayansi" ya mara kwa mara, ilianzisha sifa ya mwanasayansi huyo kama mtu anayeota ndoto. Hakuna aliyechukulia hoja zake kwa uzito.
Wazo la Tsiolkovsky lilitekelezwa na wanasayansi wa Usovieti. Wakiongozwa na Sergei Pavlovich Korolev, walizindua satelaiti ya kwanza ya bandia ya Dunia. Mnamo Oktoba 4, 1957, kifaa hiki kiliwasilishwa kwenye obiti na roketi yenye injini ya ndege. Kazi ya RD ilikuwa msingi wa ubadilishaji wa nishati ya kemikali, ambayo huhamishwa na mafuta kwenye ndege ya gesi, na kugeuka kuwa nishati ya kinetic. Katika kesi hii, roketi huenda kwa mwelekeo tofauti.mwelekeo.
Injini ya ndege, ambayo kanuni yake imetumika kwa miaka mingi, hupata matumizi yake sio tu katika astronautics, lakini pia katika anga. Lakini zaidi ya yote hutumiwa kurusha roketi. Baada ya yote, RD pekee ndiyo inayoweza kusogeza kifaa katika nafasi ambayo hakuna wastani.
Liquid Jet Engine
Wale ambao wamefyatua bunduki au waliotazama tu mchakato huu kutoka pembeni wanajua kuwa kuna nguvu ambayo hakika itarudisha pipa nyuma. Aidha, kwa kiasi kikubwa cha malipo, kurudi kwa hakika kutaongezeka. Injini ya jet inafanya kazi kwa njia ile ile. Kanuni yake ya utendakazi ni sawa na jinsi pipa linavyorudishwa nyuma chini ya hatua ya ndege ya gesi moto.
Ama roketi, mchakato ambao mchanganyiko huwashwa ni wa taratibu na endelevu. Hii ndiyo injini rahisi, imara ya mafuta. Anajulikana sana na waundaji wa roketi.
Katika injini ya ndege inayoendesha kioevu (LPRE), mchanganyiko unaojumuisha mafuta na vioksidishaji hutumika kuunda umajimaji unaofanya kazi au jeti inayosukuma. Ya mwisho, kama sheria, ni asidi ya nitriki au oksijeni ya kioevu. Mafuta katika LRE ni mafuta ya taa.
Kanuni ya utendakazi wa injini ya ndege, ambayo ilikuwa katika sampuli za kwanza, imehifadhiwa hadi leo. Sasa tu hutumia hidrojeni kioevu. Dutu hii inapooksidishwa, msukumo maalum huongezeka kwa 30% kwa kulinganisha na injini za kwanza za roketi zinazoendesha kioevu. Inafaa kusema kwamba wazo la kutumia hidrojeni lilikuwailiyopendekezwa na Tsiolkovsky mwenyewe. Hata hivyo, matatizo ya kufanya kazi na dutu hii yenye mlipuko sana wakati huo yalikuwa magumu sana.
Kanuni ya kazi ya injini ya ndege ni ipi? Mafuta na kioksidishaji huingia kwenye chumba cha kazi kutoka kwa mizinga tofauti. Ifuatayo, viungo vinabadilishwa kuwa mchanganyiko. Inaungua, ikitoa kiasi kikubwa cha joto chini ya shinikizo la makumi ya angahewa.
Vipengele huingia kwenye chumba cha kazi cha injini ya ndege kwa njia tofauti. Wakala wa oksidi huletwa hapa moja kwa moja. Lakini mafuta husafiri kwa njia ndefu kati ya kuta za chumba na pua. Hapa inapokanzwa na, tayari ina joto la juu, inatupwa kwenye eneo la mwako kupitia pua nyingi. Zaidi ya hayo, jeti inayoundwa na pua hupasuka na kuipa ndege wakati wa kusukuma. Hivi ndivyo unavyoweza kusema ni nini injini ya ndege ina kanuni ya operesheni (kwa ufupi). Maelezo haya hayataji vipengele vingi, bila ambayo uendeshaji wa LRE hauwezekani. Miongoni mwao ni vibandiko vinavyohitajika ili kuunda shinikizo linalohitajika kwa sindano, vali, mitambo ya usambazaji, n.k.
Matumizi ya kisasa
Licha ya ukweli kwamba uendeshaji wa injini ya ndege unahitaji kiasi kikubwa cha mafuta, injini za roketi zinaendelea kuhudumia watu leo. Zinatumika kama injini kuu za kusukuma katika magari ya uzinduzi, na vile vile injini za kuzima kwa vyombo anuwai vya anga na vituo vya obiti. Katika anga, aina zingine za njia za teksi hutumiwa, ambazo zina sifa tofauti za utendaji namuundo.
Maendeleo ya usafiri wa anga
Kuanzia mwanzoni mwa karne ya 20 hadi kuzuka kwa Vita vya Kidunia vya pili, watu waliruka tu kwa ndege za propela. Vifaa hivi vilikuwa na injini za mwako wa ndani. Hata hivyo, maendeleo hayakusimama. Pamoja na maendeleo yake, kulikuwa na haja ya kuunda ndege yenye nguvu zaidi na ya haraka zaidi. Walakini, hapa wabunifu wa ndege wanakabiliwa na shida inayoonekana kuwa isiyoweza kutatuliwa. Ukweli ni kwamba hata kwa kuongezeka kidogo kwa nguvu ya injini, wingi wa ndege uliongezeka sana. Walakini, njia ya kutoka kwa hali iliyoundwa ilipatikana na Mwingereza Frank Will. Aliunda injini mpya kimsingi, inayoitwa jet. Uvumbuzi huu ulitoa msukumo mkubwa katika maendeleo ya usafiri wa anga.
Kanuni ya utendakazi wa injini ya ndege ni sawa na vitendo vya bomba la moto. Hose yake ina mwisho wa tapered. Inapita nje kupitia shimo nyembamba, maji huongeza kasi yake kwa kiasi kikubwa. Nguvu ya shinikizo la nyuma linaloundwa katika kesi hii ni kali sana kwamba mpiga moto hawezi kushikilia hose mikononi mwake. Tabia hii ya maji pia inaweza kueleza kanuni ya uendeshaji wa injini ya ndege.
Njia za teksi za mwelekeo
Aina hii ya injini ya ndege ndiyo rahisi zaidi. Unaweza kufikiria kwa namna ya bomba yenye ncha wazi, ambayo imewekwa kwenye ndege inayohamia. Mbele ya sehemu yake ya msalaba inapanua. Kutokana na muundo huu, hewa inayoingia hupunguza kasi yake, na shinikizo lake huongezeka. Sehemu pana zaidi ya bomba kama hiyoni chumba cha mwako. Hapa ndipo mafuta hudungwa na kisha kuchomwa. Utaratibu huo huchangia inapokanzwa kwa gesi zilizoundwa na upanuzi wao wenye nguvu. Hii inaunda msukumo wa injini ya ndege. Inazalishwa na gesi zote sawa wakati zinapasuka kwa nguvu kutoka mwisho mwembamba wa bomba. Ni msukumo huu unaoifanya ndege kuruka.
Matatizo ya matumizi
Injini za Sramjet zina mapungufu. Wana uwezo wa kufanya kazi tu kwenye ndege ambayo iko kwenye mwendo. Ndege iliyopumzika haiwezi kuwashwa na njia za teksi za mtiririko wa moja kwa moja. Ili kuinua ndege kama hii angani, injini nyingine yoyote ya kuanzia inahitajika.
Kutatua Matatizo
Kanuni ya uendeshaji wa injini ya ndege ya aina ya turbojet, ambayo haina mapungufu ya njia ya teksi ya mtiririko wa moja kwa moja, iliruhusu wabunifu wa ndege kuunda ndege ya kisasa zaidi. Je, uvumbuzi huu unafanya kazi vipi?
Kipengele kikuu katika injini ya turbojet ni turbine ya gesi. Kwa msaada wake, compressor hewa ni kuanzishwa, kupita kwa njia ambayo hewa compressed inaelekezwa kwa chumba maalum. Bidhaa zilizopatikana kama matokeo ya mwako wa mafuta (kawaida mafuta ya taa) huanguka kwenye vile vya turbine, ambayo huiendesha. Zaidi ya hayo, mtiririko wa gesi-hewa hupita kwenye pua, ambapo huongezeka hadi kasi ya juu na kuunda nguvu kubwa ya msukumo wa ndege.
Kuongezeka kwa nguvu
Nguvu ya msukumo tendaji inawezakuongezeka kwa kiasi kikubwa katika muda mfupi. Kwa hili, afterburning hutumiwa. Ni sindano ya kiasi cha ziada cha mafuta kwenye mkondo wa gesi unaotoka kwenye turbine. Oksijeni isiyotumika kwenye turbine huchangia mwako wa mafuta ya taa, ambayo huongeza msukumo wa injini. Kwa kasi ya juu, ongezeko la thamani yake hufikia 70%, na kwa kasi ya chini - 25-30%.
