Велике значення закон збереження імпульсу має для дослідження реактивного руху. Під реактивним рухом розуміють рух тіла, що виникає при відділенні деякої його частини з певною швидкістю щодо нього, наприклад при закінченні продуктів згоряння з сопла реактивного літального апарату. При цьому з'являється так звана реактивна сила. штовхає тіло.
Спостерігати реактивне рух можна дуже просто. Надійти дитячий гумову кульку і відпустіть його. Шарик стрімко полетить (рис.5.4). Рух, правда, буде короткочасним. Реактивна сила діє лише до тих пір, поки триває витікання повітря. Головна особливість реактивної сили в тому, що вона виникає в результаті взаємодії частин системи без будь-якої взаємодії з зовнішніми тілами. У нашому прикладі кулька летить за рахунок взаємодії з усіма пов'язаними з нього струменем повітря. Сила ж, що повідомляє прискорення пішоходу на землі, пароплаву на воді або гвинтовому літаку в повітрі, виникає тільки за рахунок взаємодії цих тіл з землею, водою або повітрям.
Реактивні двигуни. В даний час у зв'язку з освоєнням космічного простору набули широкого поширення реактивні двигуни. Застосовуються вони також в метеорологічних і військових ракетах різного радіусу дії. Всі сучасні швидкісні літаки оснащені реактивними двигунами.
У космічному просторі використовувати будь-які інші двигуни, крім реактивних, неможливо, так як там немає опори (твердої, рідкої або газоподібної), відштовхуючись від якої космічний корабель міг би отримувати прискорення. Застосування ж реактивних двигунів в літаках і ракетах, які не виходять за межі атмосфери, пов'язане з тим, що саме реактивні двигуни здатні забезпечити необхідну швидкість польоту.
Реактивні двигуни діляться на два основні класи: ракетні і повітряно-реактивні.
У ракетних двигунах пальне і необхідний для його горіння окислювач знаходяться безпосередньо усередині двигуна або в його паливних баках. На малюнку 5.5 показана схема ракетного двигуна на твердому паливі.
Порох або будь-яке інше паливо, що містить і пальне, і окислювач. завадять всередину камери згоряння двигуна. При згорянні палива утворюються гази, які мають дуже високу температуру і чинять тиск на стінки камери. Гази вириваються із сопла ракети з великою швидкістю, в результаті чого, відповідно до закону збереження імпульсу, ракета набирає швидкість у протилежному напрямку. Імпульс системи ракета - продукти згоряння залишається рівним нулю. Так як маса ракети зменшується, то навіть при постійній швидкості витікання газів її швидкість буде збільшуватися, поступово досягаючи максимального значення.
Звуження камери згоряння (сопла) призводить до збільшення швидкості витікання продуктів згоряння, так як через меншу поперечний переріз в одиницю часу повинен пройти газ тієї ж маси, що і через більшу поперечний переріз. Рух ракети - це приклад руху тіла зі змінною масою. Для розрахунку її швидкості використовують не другий закон Ньютона, а закон збереження імпульсу.
Застосовуються також ракетні двигуни, що працюють на рідкому паливі. У рідинно-реактивних двигунах (ЖРД) в якості пального можна використовувати гас, бензин, спирт, анілін, рідкий водень і ін. А в якості окислювача, необхідного для горіння, - рідкий кисень. азотну кислоту, рідкий фтор, перекис водню та ін. Пальне і окислювач зберігаються окремо в спеціальних баках і за допомогою насосів подаються в камеру згоряння, де температура підвищується до 3000 ° С, а тиск - до 50 атм (рис.5.6). В іншому двигун працює так само, як і двигун на твердому паливі.
Рідинно-реактивні двигуни використовуються для запуску космічних кораблів.
Повітряно-реактивні двигуни в даний час застосовують головним чином в літаках. Основна їхня відмінність від ракетних двигунів полягає в тому, що окислювачем для горіння палива служить кисень повітря, що надходить всередину двигуна з атмосфери.
Реактивними двигунами оснащені не тільки ракети, а й більшість сучасних літаків.
Г.Я.Мякішев, Б.Б.Буховцев, Н.Н.Сотскій, Фізика 10 клас
Якщо у вас є виправлення або пропозиції до даного уроку, напишіть нам.
Якщо ви хочете побачити інші коригування та побажання до уроків, дивіться тут - Освітній форум.