Jet motorok és a hőmotor működésének alapjai
A lendület megőrzésének törvényével kapcsolatos ismeretek sok esetben lehetővé teszik a testek interakciójának eredményeinek kiszámítását, ha az eljáró erők értékei ismeretlenek.
A termikus gép olyan eszköz, amely a termikus mozgás energiaát mechanikai energiává alakítja. Kétféle hőkezelő gép létezik: nem ciklikus termikus gépek és ciklikus hőgépek. Tekintsük a második típusú gépek üzemeltetésének elvét. Az elméleti hő motorok a termodinamika második törvénye, amely kimondja, hogy lehetetlen, hogy hozzon létre egy ciklikusan működő hőerőgép, az egyetlen eredménye, amely megkapta a forrástól a hőmennyiség és fordult be teljesen mechanikus energiát. Annak érdekében, hogy a termikus gép ciklikusan működjön, feltétlenül tartalmaznia kell:
A működési elve az ilyen gép a következő: a munkaközeg érintkező negrevatelem megkapja belőle a hőcserélő mennyiségű hőt Q1, melegítjük T1 hőmérsékletre. Ezután a kontaktus megszakad, és a munkaeszköz érintkezésbe kerül a hűtőszekrénnyel.
Az átmeneti időszak alatt a munkameghajtó mechanikus munkát végez A. A hűtőszekrény érintkezés után ad némi Q2-hőt, és lehűtik. Ezután a munkaeszköz érintkezik a fűtéssel, és az eljárás megismétli.
1) * Kezdetben megfontolhatjuk a raporti-motort. A legegyszerűbb munkamódszerrel rendelkezik.
A cső elülső éle elnyeli a levegőt, ez a levegőbevitel. A fúvókából - a cső hátulján - a kipufogógázok kiürülnek. A középső rész az égéstér.
Az égéskamrában levegő-üzemanyag keverék ég. A gázhőmérséklet emelkedik, mozgásának sebessége nő. A izzó gázokat forrázzák a fúvókán keresztül, ami reaktív tolóerőt hoz létre.
De a rajtok képesek dolgozni, ha nagy sebességű légáramlás van a bejáratnál, de a repülőgép önállóan nem indítható ilyen motorral. Előzetesen fel kell gyorsítani.
Egy hagyományos légijáratot felgyorsít a légcsavar. De valójában ilyen propeller csavarral lehetséges a levegő áramlását is eloszlatni a motor bemeneténél. Tehát volt egy turbojet-motor. Az indításhoz egy indítót csatlakoztatnak a kompresszorhoz, és a kompresszor létrehozza a kezdeti légnyomást a bemeneten. Ezután maga a sugárhajtómű működik.
A vörös forró gázok útján gázturbinát helyeznek, és egyetlen tengellyel csatlakoztatják a kompresszorhoz. Kimenő gázturbina Forgatás, hozzá csatlakoztatott a kompresszor pumpák a légáramlást az égéstérbe, az üzemanyag-levegő keverék ég forró gázok kilépnek a fúvókából, és a ciklus ismétlődik.
Egy erőteljes és kompakt turbojet segítségével a hangsebességet hamarosan meghaladták. A turbojet-motor tolóereje növelhető a tüzelőanyag további tüzelésével a turbina és a fúvóka közé helyezett utánégetőben.
Az ilyen motorok azonban nem mindig gazdaságosan életképesek. Mert nagy szállító repülőgépek, amelyek repülnek sebességgel 650-700 km / h, és a levegőbe egyidejűleg több tíz tonna rakományt jobb felhasználását, légcsavaros - színház. A turbina forgatható és egy hagyományos légcsavar. Ehhez meg kell hosszabbítani a kompresszorhoz csatlakoztatott tengelyt, hozzá kell adni
amely csökkenti a csavar forgásának gyakoriságát (egyébként a légáramlás megszakítja a pengéket és a propeller lényegében elfordul).
2) * Példaként tekintse meg a sugárhajtású motor működését. Az üzemanyag elégetésekor a magas hõmérsékletû fûtésû gázokat a rakéta fúvókáján v.
A rakéta és a motor által kibocsátott gázok kölcsönhatásba lépnek egymással. A külső erők hiányában a lendület megőrzésének törvénye alapján a kölcsönható testek lendület vektorainak összege állandó marad. A motorok indítása előtt a rakéta és az üzemanyag lendülete nulla volt; ezért a motorok bekapcsolása után is a rakéta lendületi vektorainak összege és a lejáró gázok impulzusa nulla:
Ahol M a rakéta tömege; V a rakéta sebessége; m a kibocsátott gázok tömege; v a gázok kiáramlásának sebessége.
Ezért megkapjuk
MV = -mv.
És a V rakéta sebesség modulhoz
Ez a képlet alkalmazható a rakéta V sebességmoduljának kiszámítására azzal a feltétellel, hogy a rakéta M tömegében kisebb változás következik be a motorjainak működésében.
A sugárhajtású motor számos figyelemre méltó tulajdonsággal rendelkezik, de a legfontosabb a következő. A rakéternek nincs szüksége földre, vízre vagy levegőre a mozgáshoz, mivel az az üzemanyag elégetése során keletkező gázokkal való kölcsönhatás eredményeképpen mozog. Ezért a rakéta levegő nélküli térben mozoghat.
KE Tsiolkovsky - az űrrepülés elméletének alapítója. A tudományos bizonyíték a lehetőségét, hogy a rakéta repül az űrbe, túl Föld légkörének és a többi bolygó a Naprendszer adtak először az orosz tudós és feltaláló Konsztantyin Ciolkovszkij.
*: 1) - A sugárhajtású motor leírása.
2) - A sugárhajtómű képleteiben szereplő leírás.