Heutzutage verbinden die meisten Menschen den Düsenantrieb natürlich in erster Linie mit den neuesten wissenschaftlichen und technischen Entwicklungen. Aus Lehrbüchern der Physik wissen wir, dass mit „reaktiv“ die Bewegung gemeint ist, die als Ergebnis der Trennung von einem Objekt (Körper) von einem seiner Teile auftritt. Ein Mann wollte in den Himmel zu den Sternen aufsteigen, er strebte danach zu fliegen, aber er konnte seinen Traum nur mit dem Aufkommen von Düsenflugzeugen und gestuften Raumfahrzeugen erfüllen, die dank moderner installierter Strahltriebwerke große Entfernungen zurücklegen und auf Überschallgeschwindigkeit beschleunigen konnten auf sie. Designer und Ingenieure entwickelten die Möglichkeit, Strahlantriebe in Triebwerken einzusetzen. Fantasts stand auch nicht zur Seite und bot die unglaublichsten Ideen und Wege, um dieses Ziel zu erreichen. Überraschenderweise ist dieses Bewegungsprinzip in der Tierwelt weit verbreitet. Es genügt, sich umzusehen, Sie können die Bewohner der Meere und des Landes bemerken, unter denen sich Pflanzen befinden, deren Grundlage das reaktive Prinzip ist.

Geschichte

Schon in der Antike untersuchten und analysierten Wissenschaftler mit Interesse die Phänomene, die mit dem Strahlantrieb in der Natur verbunden sind. Einer der ersten, der sein Wesen theoretisch begründete und beschrieb, war Heron, ein Mechaniker und Theoretiker des antiken Griechenlands, der die erste nach ihm benannte Dampfmaschine erfand. Die Chinesen konnten eine praktische Anwendung für das Jet-Verfahren finden. Sie waren die ersten, die auf der Grundlage der Fortbewegungsmethode von Tintenfischen und Kraken im 13. Jahrhundert Raketen erfanden. Sie wurden in Feuerwerkskörpern verwendet und machten großen Eindruck, und auch als Leuchtraketen gab es möglicherweise scharfe Raketen, die als Raketenartillerie verwendet wurden. Im Laufe der Zeit kam diese Technologie nach Europa.

N. Kibalchich wurde der Entdecker der neuen Zeit, nachdem er ein Schema für einen Flugzeugprototyp mit Düsentriebwerk erfunden hatte. Er war ein herausragender Erfinder und ein überzeugter Revolutionär, für den er im Gefängnis saß. Im Gefängnis schrieb er mit seinem Projekt Geschichte. Nach seiner Hinrichtung wegen aktiver revolutionärer Tätigkeit und gegen die Monarchie geriet seine Erfindung in den Archivregalen in Vergessenheit. Nach einiger Zeit konnte K. Tsiolkovsky die Ideen von Kibalchich verbessern und die Möglichkeit beweisen, den Weltraum durch die Strahlbewegung von Raumfahrzeugen zu erkunden.

Später, während des Großen Vaterländischen Krieges, erschienen die berühmten Katyushas, ​​​​Feldraketenartilleriesysteme. Der liebevolle Name des Volkes bezog sich also inoffiziell auf die mächtigen Anlagen, die von den Streitkräften der UdSSR eingesetzt wurden. Es ist nicht sicher bekannt, in welchem ​​Zusammenhang die Waffe diesen Namen erhielt. Der Grund dafür war entweder die Popularität von Blanters Lied oder der Buchstabe "K" auf dem Körper des Mörsers. Im Laufe der Zeit begannen die Frontsoldaten, anderen Waffen Spitznamen zu geben und schufen so eine neue Tradition. Die Deutschen hingegen nannten diesen Kampfraketenwerfer wegen seines Aussehens, das einem Musikinstrument ähnelte, und dem durchdringenden Klang, der von den startenden Raketen kam, die "stalinistische Orgel".

Pflanzenwelt

Auch Vertreter der Fauna nutzen die Gesetze des Strahlantriebs. Die meisten Pflanzen mit solchen Eigenschaften sind Einjährige und Jungpflanzen: stacheliger, gestielter Knoblauch, herzhafter, doppelt geschnittener Pikulnik, dreiadrige Mehringia.

Die stachelige, sonst verrückte Gurke gehört zu den Kürbisgewächsen. Diese Pflanze erreicht eine große Größe, hat eine dicke Wurzel mit einem rauen Stiel und großen Blättern. Es wächst in Zentralasien, im Mittelmeerraum, im Kaukasus und ist im Süden Russlands und der Ukraine weit verbreitet. Im Inneren der Frucht werden die Samen während der Reifezeit in Schleim umgewandelt, der unter Temperatureinfluss zu gären beginnt und Gas freisetzt. Kurz vor der Reifung kann der Druck im Fötus 8 Atmosphären erreichen. Dann bricht die Frucht bei leichter Berührung vom Boden ab und die Samen mit Flüssigkeit fliegen mit einer Geschwindigkeit von 10 m/s aus der Frucht. Aufgrund der Fähigkeit, auf eine Länge von 12 m zu schießen, wurde die Anlage als "Damenpistole" bezeichnet.

Das Herz des Tasty ist eine einjährige weit verbreitete Art. Es kommt in der Regel in schattigen Wäldern entlang der Ufer entlang von Flüssen vor. Einmal im nordöstlichen Teil von Nordamerika und in Südafrika hat es erfolgreich Wurzeln geschlagen. Das empfindliche Herz wird durch Samen vermehrt. Die Samen im empfindlichen Kern sind klein und wiegen nicht mehr als 5 mg, die auf eine Entfernung von 90 cm geworfen werden.Dank dieser Methode der Samenverteilung erhielt die Pflanze ihren Namen.

Tierwelt

Strahlantrieb - Wissenswertes über die Tierwelt. Bei Kopffüßern erfolgt die reaktive Bewegung durch Wasser, das durch einen Siphon ausgeatmet wird, der sich normalerweise zu einer kleinen Öffnung verengt, um eine maximale Ausatmungsgeschwindigkeit zu erreichen. Wasser strömt vor dem Ausatmen durch die Kiemen und erfüllt den doppelten Zweck der Atmung und Fortbewegung. Seehasen, ansonsten Schnecken, verwenden ähnliche Fortbewegungsmittel, aber ohne den komplexen neurologischen Apparat von Kopffüßern bewegen sie sich unbeholfener.

Einige Ritterfische haben auch einen Strahlantrieb entwickelt, indem sie Wasser über ihre Kiemen leiten, um ihren Flossenantrieb zu ergänzen.

Bei Libellenlarven wird Blindleistung durch die Verdrängung von Wasser aus einem speziellen Hohlraum im Körper erreicht. Jakobsmuscheln und Cardids, Siphonophoren, Tuniken (wie Salpen) und einige Quallen verwenden ebenfalls einen Strahlantrieb.

Meistens liegen Jakobsmuscheln ruhig am Boden, aber bei Gefahr schließen sie schnell die Ventile ihrer Schalen, damit sie das Wasser herausdrücken. Dieser Verhaltensmechanismus spricht auch für die Anwendung des Strahlverdrängungsprinzips. Dank ihm können die Jakobsmuscheln aufschwimmen und sich mithilfe der Schalenöffnungs-Schließtechnik über eine lange Strecke bewegen.

Der Tintenfisch verwendet diese Methode ebenfalls, nimmt Wasser auf und drückt es dann mit großer Kraft durch den Trichter, er bewegt sich mit einer Geschwindigkeit von mindestens 70 km / h. Durch das Sammeln der Tentakel zu einem Knoten bildet der Körper des Tintenfischs eine stromlinienförmige Form. Ausgehend von einem solchen Tintenfischmotor konstruierten die Ingenieure einen Wasserwerfer. Das darin enthaltene Wasser wird in die Kammer gesaugt und dann durch die Düse herausgeschleudert. Somit wird das Gefäß in die dem ausgestoßenen Strahl entgegengesetzte Richtung gelenkt.

Im Vergleich zu Tintenfischen verwenden Salpen die effizientesten Motoren und verbrauchen eine Größenordnung weniger Energie als Tintenfische. Wenn sich die Salpa bewegt, stößt sie Wasser in das vordere Loch und tritt dann in eine breite Höhle ein, in der die Kiemen gestreckt sind. Nach einem Schluck schließt sich das Loch und mit Hilfe kontrahierender Längs- und Quermuskeln, die den Körper zusammendrücken, wird Wasser von hinten durch das Loch ausgestoßen.

Der ungewöhnlichste aller Bewegungsmechanismen weist eine gewöhnliche Katze auf. Marcel Desprez schlug vor, dass der Körper allein mit Hilfe innerer Kräfte (ohne sich abzustoßen oder auf irgendetwas zu verlassen) in der Lage ist, sich zu bewegen und seine Position zu ändern, woraus geschlossen werden könnte, dass die Newtonschen Gesetze falsch sein könnten. Als Beweis für seine Vermutung könnte eine aus großer Höhe gefallene Katze dienen. Beim Sturz auf den Kopf landet sie trotzdem auf allen Pfoten, das ist schon zu einer Art Axiom geworden. Nachdem wir die Bewegung der Katze im Detail fotografiert hatten, konnten wir alles, was sie in der Luft tat, Bild für Bild sehen. Wir sahen ihre Bewegung mit ihrer Pfote, was eine Reaktion des Körpers hervorrief, indem sie sich relativ zur Bewegung der Pfote in die entgegengesetzte Richtung drehte. Gemäß den Newtonschen Gesetzen landete die Katze erfolgreich.

Bei Tieren geschieht alles auf der Ebene des Instinkts, ein Mensch wiederum tut es bewusst. Professionelle Schwimmer, die vom Turm gesprungen sind, haben Zeit, sich dreimal in der Luft umzudrehen, und nachdem sie es geschafft haben, die Drehung zu stoppen, richten sie sich streng senkrecht auf und tauchen ins Wasser ein. Das gleiche Prinzip gilt für Luftzirkusturner.

Egal wie sehr ein Mensch versucht, die Natur zu übertreffen und die von ihr geschaffenen Erfindungen zu verbessern, wir haben noch nicht diese technologische Perfektion erreicht, als Flugzeuge die Aktionen einer Libelle wiederholen konnten: in der Luft schweben, sich sofort zurückbewegen oder sich zur bewegen Seite. Und das alles geschieht mit hoher Geschwindigkeit. Vielleicht vergeht noch etwas Zeit und das Flugzeug wird dank Korrekturen für die Aerodynamik und das Reaktionsvermögen von Libellen in der Lage sein, scharfe Kurven zu fahren und weniger anfällig für äußere Bedingungen zu werden. Aus der Natur geguckt, kann der Mensch zugunsten des technischen Fortschritts noch vieles verbessern.

Für viele Menschen ist das Konzept des „Jet-Antriebs“ stark mit modernen Errungenschaften in Wissenschaft und Technologie, insbesondere der Physik, verbunden, und Bilder von Düsenflugzeugen oder sogar Raumfahrzeugen, die mit Hilfe der berüchtigten Düsentriebwerke mit Überschallgeschwindigkeit fliegen, erscheinen in ihren Köpfen . Tatsächlich ist das Phänomen des Düsenantriebs viel älter als der Mensch selbst, denn es erschien lange vor uns Menschen. Ja, der Düsenantrieb ist in der Natur aktiv vertreten: Quallen, Tintenfische schwimmen seit Millionen von Jahren in den Tiefen des Meeres nach dem gleichen Prinzip, nach dem moderne Überschall-Düsenflugzeuge heute fliegen.

Geschichte des Düsenantriebs

Seit der Antike haben verschiedene Wissenschaftler die Phänomene des Düsenantriebs in der Natur beobachtet, wie der antike griechische Mathematiker und Mechaniker Heron vor allen anderen darüber schrieb, aber er ging nie über die Theorie hinaus.

Wenn wir über die praktische Anwendung des Düsenantriebs sprechen, dann waren die erfinderischen Chinesen hier die ersten. Um das 13. Jahrhundert vermuteten sie, das Bewegungsprinzip von Oktopussen und Tintenfischen bei der Erfindung der ersten Raketen zu übernehmen, die sie sowohl für Feuerwerkskörper als auch für militärische Operationen (als Militär- und Signalwaffen) einzusetzen begannen. Wenig später wurde diese nützliche Erfindung der Chinesen von den Arabern und von ihnen von den Europäern übernommen.

Natürlich hatten die ersten bedingten Strahlraketen ein relativ primitives Design und entwickelten sich über mehrere Jahrhunderte praktisch in keiner Weise, es schien, als sei die Geschichte der Entwicklung des Strahlantriebs eingefroren. Ein Durchbruch in dieser Angelegenheit gelang erst im 19. Jahrhundert.

Wer hat den Düsenantrieb erfunden?

Vielleicht können die Lorbeeren des Pioniers des Düsenantriebs in der "neuen Zeit" Nikolai Kibalchich verliehen werden, nicht nur ein talentierter russischer Erfinder, sondern auch ein revolutionärer Teilzeit-Volksfreiwilliger. Er schuf sein Projekt eines Düsentriebwerks und eines Flugzeugs für Menschen, während er in einem königlichen Gefängnis saß. Später wurde Kibalchich wegen seiner revolutionären Aktivitäten hingerichtet, und sein Projekt verstaubte in den Regalen der Archive der zaristischen Geheimpolizei.

Später wurden die Arbeiten von Kibalchich in dieser Richtung entdeckt und durch die Arbeiten eines anderen talentierten Wissenschaftlers, K. E. Tsiolkovsky, ergänzt. Von 1903 bis 1914 veröffentlichte er eine Reihe von Artikeln, die überzeugend die Möglichkeit bewiesen, Strahlantriebe bei der Schaffung von Raumfahrzeugen für die Weltraumforschung einzusetzen. Er formte auch das Prinzip der Verwendung mehrstufiger Raketen. Bis heute werden viele von Tsiolkovskys Ideen in der Raketenwissenschaft verwendet.

Beispiele für Strahlantriebe in der Natur

Sicherlich haben Sie beim Schwimmen im Meer Quallen gesehen, aber Sie hätten kaum gedacht, dass sich diese erstaunlichen (und auch langsamen) Kreaturen dank Düsenantrieb genauso fortbewegen. Denn indem sie ihre durchsichtige Kuppel verkleinern, pressen sie Wasser heraus, das den Quallen als eine Art „Strahltriebwerk“ dient.

Der Tintenfisch hat auch einen ähnlichen Bewegungsmechanismus - durch einen speziellen Trichter vor dem Körper und durch den Seitenschlitz zieht er Wasser in seine Kiemenhöhle und wirft es dann energisch durch den Trichter nach hinten oder zur Seite gerichtet ( abhängig von der Bewegungsrichtung, die der Tintenfisch benötigt).

Das interessanteste von der Natur geschaffene Düsentriebwerk findet sich jedoch in Tintenfischen, die zu Recht als "lebende Torpedos" bezeichnet werden können. Schließlich ähnelt sogar der Körper dieser Tiere in seiner Form einer Rakete, obwohl in Wahrheit alles genau umgekehrt ist - diese Rakete kopiert mit ihrem Design den Körper eines Tintenfisches.

Wenn der Tintenfisch einen schnellen Wurf machen muss, verwendet er sein natürliches Düsentriebwerk. Sein Körper ist von einem Mantel, einem speziellen Muskelgewebe, umgeben, und die Hälfte des Volumens des gesamten Tintenfischs fällt auf die Mantelhöhle, in die er Wasser saugt. Dann spritzt er den gesammelten Wasserstrahl ruckartig durch eine schmale Düse aus, während er alle seine zehn Tentakel so über dem Kopf zusammenfaltet, dass sie eine stromlinienförmige Form annehmen. Dank dieser perfekten Jet-Navigation können Tintenfische eine beeindruckende Geschwindigkeit von 60-70 km/h erreichen.

Unter den Besitzern eines Düsentriebwerks in der Natur gibt es auch Pflanzen, nämlich die sogenannte "verrückte Gurke". Wenn seine Früchte reifen, schießt es als Reaktion auf die geringste Berührung Gluten mit Samen

Gesetz des Strahlantriebs

Tintenfische, „verrückte Gurken“, Quallen und andere Tintenfische verwenden seit der Antike den Strahlantrieb, ohne über seine physikalische Essenz nachzudenken, aber wir werden versuchen herauszufinden, was das Wesen des Strahlantriebs ist, welche Bewegung Jet genannt wird, um zu geben es ist eine Definition.

Zunächst können Sie auf ein einfaches Experiment zurückgreifen: Wenn Sie einen gewöhnlichen Ballon mit Luft aufblasen und ihn fliegen lassen, ohne ihn zu binden, fliegt er schnell, bis ihm die Luft ausgeht. Dieses Phänomen erklärt Newtons drittes Gesetz, das besagt, dass zwei Körper mit Kräften gleicher Größe und entgegengesetzter Richtung interagieren.

Das heißt, die Kraft des Aufpralls des Balls auf die aus ihm entweichenden Luftströme ist gleich der Kraft, mit der die Luft den Ball von sich selbst abstößt. Auch eine Rakete funktioniert nach einem ähnlichen Prinzip wie ein Ball, der einen Teil seiner Masse mit großer Geschwindigkeit abwirft, während er in die entgegengesetzte Richtung eine starke Beschleunigung erhält.

Impulserhaltungssatz und Strahlantrieb

Die Physik erklärt den Vorgang des Strahlantriebs. Der Impuls ist das Produkt aus der Masse eines Körpers und seiner Geschwindigkeit (mv). Wenn eine Rakete ruht, sind ihr Impuls und ihre Geschwindigkeit gleich Null. Wenn ein Strahl ausgestoßen wird, muss der Rest gemäß dem Gesetz der Impulserhaltung eine solche Geschwindigkeit erreichen, bei der der Gesamtimpuls immer noch gleich Null ist.

Jet-Antriebsformel

Im Allgemeinen kann der Strahlantrieb durch die folgende Formel beschrieben werden:
m s v s + m p v p = 0
m s v s =-m p v p

wobei m s vs s der vom Gasstrahl erzeugte Impuls ist, m p v p der von der Rakete empfangene Impuls.

Das Minuszeichen zeigt an, dass die Richtung der Rakete und die Kraft des Strahlantriebs entgegengesetzt sind.

Strahlantrieb in der Technik - das Funktionsprinzip eines Strahltriebwerks

In der modernen Technologie spielt der Strahlantrieb eine sehr wichtige Rolle, da Strahltriebwerke Flugzeuge und Raumfahrzeuge antreiben. Das Strahltriebwerk selbst kann je nach Größe und Verwendungszweck unterschiedlich sein. Aber auf die eine oder andere Weise hat jeder von ihnen

• Kraftstoffversorgung,
• Kammer, zur Verbrennung von Brennstoff,
• Düse, deren Aufgabe es ist, den Jetstream zu beschleunigen.

So sieht ein Strahltriebwerk aus.

Strahlantrieb, Video

Und schließlich ein unterhaltsames Video über physikalische Experimente mit Strahlantrieb.

Das Prinzip der Strahlbewegung besteht darin, dass diese Art von Bewegung auftritt, wenn eine Trennung mit einer bestimmten Geschwindigkeit vom Körper seines Teils erfolgt. Ein klassisches Beispiel für Strahlantrieb ist die Bewegung einer Rakete. Zu den Besonderheiten dieser Bewegung gehört die Tatsache, dass der Körper ohne Wechselwirkung mit anderen Körpern beschleunigt wird. Die Bewegung einer Rakete erfolgt also aufgrund einer Änderung ihrer Masse. Die Masse der Rakete wird durch das Ausströmen von Gasen reduziert, die bei der Verbrennung von Treibstoff entstehen. Betrachten Sie die Bewegung einer Rakete. Nehmen wir an, die Masse der Rakete sei , und ihre Geschwindigkeit zum Zeitpunkt sei . Nach einer Weile nimmt die Masse der Rakete um einen Wert ab und wird gleich: , die Geschwindigkeit der Rakete wird gleich .

Dann kann die Impulsänderung über die Zeit dargestellt werden als:

wo ist die Geschwindigkeit des Ausströmens von Gasen in Bezug auf die Rakete. Wenn wir akzeptieren, dass dies ein kleiner Wert höherer Ordnung im Vergleich zum Rest ist, dann erhalten wir:

Unter Einwirkung äußerer Kräfte auf das System () stellen wir die Impulsänderung dar als:

Wir setzen die rechten Teile der Formeln (2) und (3) gleich und erhalten:

wobei der Ausdruck - Reaktionskraft genannt wird. Wenn in diesem Fall die Richtungen der Vektoren und entgegengesetzt sind, beschleunigt die Rakete, andernfalls verlangsamt sie sich. Gleichung (4) wird als Bewegungsgleichung eines Körpers veränderlicher Masse bezeichnet. Es wird oft in der Form geschrieben (I.V. Meshcherskys Gleichung):

Die Idee, Blindleistung zu nutzen, wurde bereits im 19. Jahrhundert vorgeschlagen. Später K.E. Tsiolkovsky stellte die Theorie der Raketenbewegung vor und formulierte die Grundlagen der Theorie eines Flüssigkeitsstrahltriebwerks. Wenn wir davon ausgehen, dass keine äußeren Kräfte auf die Rakete einwirken, dann nimmt Formel (4) die Form an:

>>Physik: Strahlantrieb

Mit den Newtonschen Gesetzen können wir ein sehr wichtiges mechanisches Phänomen erklären - Strahlantrieb. Dies ist der Name für die Bewegung eines Körpers, die auftritt, wenn sich ein Teil davon mit einer bestimmten Geschwindigkeit von ihm trennt.

Nehmen Sie zum Beispiel einen Gummiballon für Kinder, blasen Sie ihn auf und lassen Sie ihn los. Wir werden sehen, dass der Ballon selbst in die andere Richtung fliegt, wenn die Luft beginnt, ihn in eine Richtung zu verlassen. Das ist Strahlantrieb.

Nach dem Prinzip des Strahlantriebs bewegen sich einige Vertreter der Tierwelt, wie Tintenfische und Tintenfische. Sie werfen das aufgenommene Wasser regelmäßig aus und können Geschwindigkeiten von bis zu 60-70 km / h erreichen. Quallen, Tintenfische und einige andere Tiere bewegen sich auf ähnliche Weise.

Beispiele für Strahlantriebe finden sich auch in der Pflanzenwelt. Zum Beispiel prallen die reifen Früchte einer "verrückten" Gurke bei der geringsten Berührung vom Stiel ab, und aus dem Loch, das sich anstelle des abgetrennten Beins gebildet hat, wird eine bittere Flüssigkeit mit Samen mit Gewalt ausgestoßen, während die Gurken selbst fliegen in die entgegengesetzte Richtung ab.

Die Reaktionsbewegung, die beim Wasserausstoß auftritt, kann im folgenden Experiment beobachtet werden. Lassen Sie uns Wasser in einen Glastrichter gießen, der mit einem Gummischlauch mit einer L-förmigen Spitze verbunden ist (Abb. 20). Wir werden sehen, dass, wenn das Wasser aus dem Rohr zu fließen beginnt, sich das Rohr selbst zu bewegen beginnt und in die Richtung abweicht, die der Richtung des Wasserausflusses entgegengesetzt ist.

Flüge basieren auf dem Prinzip des Düsenantriebs. Raketen. Eine moderne Weltraumrakete ist ein sehr komplexes Flugzeug, das aus Hunderttausenden und Millionen von Teilen besteht. Die Masse der Rakete ist enorm und besteht aus der Masse des Arbeitsmediums (d. h. heiße Gase, die bei der Verbrennung von Treibstoff entstehen und in Form eines Jetstreams ausgestoßen werden) und der letzten oder, wie sie sagen, "trockenen" Masse der Rakete, die nach dem Ausstoß des Arbeitsfluids aus der Rakete verbleibt.

Die „trockene“ Masse der Rakete wiederum setzt sich aus der Masse der Struktur (d. h. der Hülle der Rakete, ihrer Triebwerke und des Steuerungssystems) und der Masse der Nutzlast (d. h. wissenschaftliche Ausrüstung, Körper der Rakete) zusammen Raumfahrzeug, das in die Umlaufbahn gebracht wird, die Besatzung und das Lebenserhaltungssystem des Schiffes).

Wenn die Arbeitsflüssigkeit zur Neige geht, beginnen die leeren Tanks, überschüssige Teile der Hülle usw., die Rakete mit unnötiger Fracht zu belasten, was das Beschleunigen erschwert. Daher werden zusammengesetzte (oder mehrstufige) Raketen verwendet, um kosmische Geschwindigkeiten zu erreichen (Abb. 21). In solchen Raketen arbeiten zunächst nur Blöcke der ersten Stufe 1. Wenn die Treibstoffvorräte in ihnen zur Neige gehen, werden sie getrennt und die zweite Stufe 2 eingeschaltet; Nachdem der Treibstoff darin aufgebraucht ist, wird er ebenfalls getrennt und die dritte Stufe 3 eingeschaltet Der Satellit oder ein anderes Raumfahrzeug, das sich im Kopf der Rakete befindet, ist mit einer Kopfverkleidung 4 bedeckt, deren stromlinienförmige Form zur Reduzierung beiträgt Luftwiderstand, wenn die Rakete in der Erdatmosphäre fliegt.

Wenn ein reaktiver Gasstrahl mit hoher Geschwindigkeit aus einer Rakete ausgestoßen wird, rast die Rakete selbst in die entgegengesetzte Richtung. Warum passiert das?

Nach dem dritten Newtonschen Gesetz ist die Kraft F, mit der die Rakete auf das Arbeitsmedium einwirkt, betragsmäßig gleich und entgegengesetzt gerichtet wie die Kraft F ", mit der das Arbeitsmedium auf den Raketenkörper einwirkt:
F" = F (12.1)
Kraft F" (die als Reaktionskraft bezeichnet wird) und beschleunigt die Rakete.

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Zu den großen technischen und wissenschaftlichen Errungenschaften des 20. Jahrhunderts gehört zweifellos einer der ersten Plätze Raketen- und Strahlantriebstheorie. Die Jahre des Zweiten Weltkriegs (1941-1945) führten zu einer ungewöhnlich schnellen Verbesserung der Konstruktion von Düsenfahrzeugen. Schießpulverraketen tauchten wieder auf den Schlachtfeldern auf, aber bereits auf kalorienreicherem rauchfreiem TNT-Schießpulver („Katyusha“). Es wurden strahlgetriebene Flugzeuge, unbemannte Flugzeuge mit Impulsstrahltriebwerken ("V-1") und ballistische Raketen mit einer Reichweite von bis zu 300 km ("V-2") geschaffen.

Die Raketentechnologie entwickelt sich mittlerweile zu einem sehr wichtigen und schnell wachsenden Industriezweig. Die Entwicklung der Flugtheorie von Düsenfahrzeugen ist eines der dringendsten Probleme der modernen wissenschaftlichen und technologischen Entwicklung.

K. E. Tsiolkovsky hat viel für Wissen getan Grundlagen der Theorie der Raketenbewegung. Er war der erste in der Wissenschaftsgeschichte, der das Problem formulierte und untersuchte, geradlinige Bewegungen von Raketen auf der Grundlage der Gesetze der theoretischen Mechanik zu untersuchen. Wie bereits erwähnt, wurde das Prinzip der Bewegungsübertragung mit Hilfe von Reaktionskräften ausgestoßener Teilchen bereits 1883 von Tsiolkovsky erkannt, aber seine mathematisch strenge Theorie des Strahlantriebs geht auf das Ende des 19. Jahrhunderts zurück.

In einem seiner Werke schrieb Tsiolkovsky: „Lange Zeit habe ich die Rakete wie alle anderen betrachtet: unter dem Gesichtspunkt der Unterhaltung und kleiner Anwendungen. Ich kann mich nicht gut erinnern, wie es mir eingefallen ist, die Berechnungen im Zusammenhang mit der Rakete durchzuführen. Mir scheint, dass der berühmte Visionär Jules Verne die ersten Gedankensamen gesät hat; er hat mein Gehirn in eine bestimmte Richtung geweckt. Wünsche tauchten auf, hinter den Wünschen entstand die Aktivität des Geistes. ... Das alte Blatt mit den endgültigen Formeln zum Strahlgerät ist mit dem Datum 25. August 1898 gekennzeichnet.

„... Ich habe nie behauptet, eine vollständige Lösung des Problems zu haben. Zuerst kommen zwangsläufig: Gedanke, Fantasie, Märchen. Ihnen folgt eine wissenschaftliche Berechnung. Und am Ende krönt die Hinrichtung den Gedanken. Meine Arbeit zur Raumfahrt gehört in die mittlere Schaffensphase. Mehr als jeder andere verstehe ich den Abgrund, der eine Idee von ihrer Umsetzung trennt, denn während meines Lebens habe ich nicht nur gedacht und gerechnet, sondern auch ausgeführt, auch mit meinen Händen gearbeitet. Es ist jedoch unmöglich, keine Idee zu sein: Der Ausführung geht ein Gedanke voraus, einer genauen Berechnung ist eine Fantasie.

1903 veröffentlichte die Zeitschrift "Scientific Review" den ersten Artikel von Konstantin Eduardovich über Raketentechnik mit dem Titel "Die Untersuchung der Welträume durch Strahlgeräte". In dieser Arbeit wurde auf der Grundlage der einfachsten Gesetze der theoretischen Mechanik (Impulserhaltungsgesetz und Gesetz der unabhängigen Kraftwirkung) eine Theorie des Raketenflugs aufgestellt und die Möglichkeit der Verwendung von Düsenfahrzeugen für die interplanetare Kommunikation begründet (Die Schaffung einer allgemeinen Theorie der Bewegung von Körpern, deren Masse sich im Bewegungsprozess ändert, gehört Professor I. V. Meshchersky (1859-1935)).

Die Idee, eine Rakete zur Lösung wissenschaftlicher Probleme zu verwenden, die Verwendung von Düsentriebwerken, um die Bewegung grandioser interplanetarer Schiffe zu erzeugen, gehört ganz Tsiolkovsky. Er ist der Begründer moderner Langstrecken-Flüssigkeitsraketen, einer der Schöpfer eines neuen Kapitels in der theoretischen Mechanik.

Grundlage ist die klassische Mechanik, die die Bewegungsgesetze und das Gleichgewicht materieller Körper untersucht drei Bewegungsgesetze, klar und streng formuliert von einem englischen Wissenschaftler im Jahr 1687. Diese Gesetze wurden von vielen Forschern verwendet, um die Bewegung von Körpern zu untersuchen, deren Masse sich während der Bewegung nicht änderte. Es wurden sehr wichtige Fälle von Bewegung betrachtet und eine große Wissenschaft geschaffen - die Mechanik von Körpern mit konstanter Masse. Die Axiome der Mechanik der Körper konstanter Masse oder die Newtonschen Bewegungsgesetze waren eine Verallgemeinerung aller bisherigen Entwicklungen in der Mechanik. Derzeit sind die Grundgesetze der mechanischen Bewegung in allen Physiklehrbüchern für weiterführende Schulen niedergelegt. Wir werden hier eine Zusammenfassung der Newtonschen Bewegungsgesetze geben, da der nächste Schritt in der Wissenschaft, der es ermöglichte, die Bewegung von Raketen zu studieren, eine Weiterentwicklung der Methoden der klassischen Mechanik war.