История развития реактивной техники доклад
Обновлено: 05.07.2024
Доклад к городской конференции посвященной 55-летию полета Ю.Гагарина в космос.
| Вложение | Размер |
|---|---|
| akilov.docx | 489.04 КБ |
Предварительный просмотр:
Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение города Москвы "Политехнический колледж им. Н.Н. Годовикова"
Доклад по теме: Этапы развития ракетной техники, и ее будущее.
Выполнил: студент группы 3-Л3
Акилов Мухаммаджон Солиджонович
Этапы развития ракет самого начало зарождения пороха. Применение в гражданских и военных целях. Изучение космоса и развития космической техники (ракеты, спутники и.т.д). Охрана воздушного пространства нашей страны. И будущее развития ракетной технологии.
История создание беспилотного летающего аппарата связана с изобретением пороха. По имеющимся сведениям создателями пороха и перв ых порохов ых ракет были китайцы. В Европе применение пороха и ракет было известно уже с Х-ХIIIвеков. В последующие века в связи с успехами развития артиллерии ракетная техника была отодвинута на второй план.
Новый этап в создании образцов ракетной техники военного и гражданского назначения относится к концу XVIII века.
В Англии наибольший вклад в создании и развитие боевой ракетной техники внес полковник У. Конгрив (рис.1.). Его ракеты были с успехом использованы во время англо-французской войны. Ракет Конгрива, по существу, решили исход штурма Булони, а в 1807г 25тыс таких ракет были использованы при взятии Копенгагена. Именно Конгрив предложил массовое использование ракет для поражения площадных целей. С учетом полученного положительного опыта в английской королевской армии были созданы специальные ракетные корпуса. В России освоение ракетного дела началась в XVII веке.
В 1717г. Петр I ввел на вооружение русской армии сигнальную ракету, которая без существенных доработок оставалась на вооружении 150лет.
Следующий этап развития ракетного дела в России относился к началу XIX века и связан с именами двух российских генералов – А.Д. Засядько и К.И.Константинова
рис.2. А.Д. Засядько
К 1818 г. А.Д.Засядко (рис.2.) создал боевые ракеты трех калибров: 2-дюймовые, 2,5-дюймовые и 4-дюймовые и сконструировал легкий треножный станок для их пуска. На официальных испытаниях было установлено, что ракеты Засядко имеют дальнобойность большую, чем у всех известных тогда иностранных образцов ракет. Долгое время шли испытания и усовершенствования, но в 1826 г. в Санкт-Петербурге на территории Охтинского завода было создано постоянное ракетное заведение. В том же году для обучения приготовления ракет, специально была выделена одна из рот 3-й полевой артиллерийской бригады, переименованная в 1827 г. в постоянно действующую ракетную роту.
рис.3. Катюша(БМ)
Первое послевоенное десятилетие было посвящено изучению и обобщению накопленного опыта, созданию специализированных научно-исследовательских и проектно-конструкторских организаций , разработке БЛА различного назначения. Однако серьезный прорыв в деле создания БЛА гражданского и военного назначения был сделан на базе научно-технического прогресса 50-60 годов.
11 декабря 1957 г. – важная дата в истории отечественной противовоздушной обороны, на вооружение частей Войск ПВО был принят самый известный зенитный ракетный комплекс ХХ века – С-75.
1 мая 1960 года C-75 сбил над Уралом американский разведывательный самолет U-2 . Ракета С-75 защищала не только небо РФ но и воздушное пространств других стран. С-75 использовали во Вьетнаме, Китае, Кубе и.т.д
Именно в этот период были созданы первые поколения зенитных управляемых ракет, и наземных целей, противотанковых и противокорабельных ракет, противоракет, тактических и оперативно-тактических баллистических ракет, дистанционно-пилотируемых ЛА.
Одновременно с военными ракетами развивались ракетно-космические технологии.
С этих пор наука развивалось очень прогрессивно в СССР. Так как у них появилась мотивация узнать больше о космосе. Ракеты помогали не только уничтожать врагов, но и помогали развить нацию.
Большое значение закон сохранения импульса имеет при рассмотрении реактивного движения.
Под реактивным движением понимают движение тела, возникающее при отделении некоторой его части с определенной скоростью относительно него, например при истечении продуктов сгорания из сопла реактивного летательного аппарата. При этом появляется так называемая реактивная сила, толкающая тело.
Особенность реактивной силы заключается в том, что она возникает в результате взаимодействия между собой частей самой системы без какого-либо взаимодействия с внешними телами.
В то время, как сила, сообщающая ускорение, например, пешеходу, кораблю или самолету, возникает только за счет взаимодействия этих тел с землей, водой или воздухом.
Так движение тела можно получить в результате вытекания струи жидкости или газа.
В природе реактивное движение присуще в основном живым организмам, обитающим в водной среде.
В технике реактивное движение используется на речном транспорте (водометные двигатели), в автомобилестроении (гоночные автомобили), в военном деле, в авиации и космонавтике.
Все современные скоростные самолеты оснащены реактивными двигателями, т.к. они способны обеспечить необходимую скорость полета.
В космическом пространстве использовать другие двигатели, кроме реактивных, невозможно, так как там нет опоры, отталкиваясь от которой можно было бы бы получать ускорение.
История развития реактивной техники
Создателем русской боевой ракеты был ученый-артиллерист К.И. Константинов. При весе в 80 кг далььность полета ракеты Константинова достигала 4 км.
Идея применения реактивного движения в летательном аппарате, проект реактивного воздухоплавательного прибора, в 1881 году была выдвинута Н.И. Кибальчичем.
В 1903 году знаменитый ученый-физик К.Э. Циолковский доказал возможность полета в межпланетном пространстве и разработал проект первого ракетоплана с жидкостно-реактивным двигателем.
К.Э. Циолковский спроектировал космический ракетный поезд, составленный из ряда ракет, работающих поочередно и отпадающих по мере израсходования горючего.
Принципы применения реактивных двигателей
Основой любого реактивного двигателя является камера сгорания, в которой при сгорании топлива образуются газы, имеющие очень высокую температуру и оказывающие давление на стенки камеры. Газы вырываются из узкого сопла ракеты с большой скоростью и создают реактивную тягу. В соответствии с законом сохранения импульса, ракета приобретает скорость в противоположном направлении.
Импульс системы (ракета-продукты сгорания) остается равным нулю. Так как масса ракеты уменьшается, то даже при постоянной скорости истечения газов ее скорость будет увеличиваться, постепенно достигая максимального значения.
Движение ракеты - это пример движения тела с переменной массой. Для расчета ее скорости используют закон сохранения импульса.
Реактивные двигатели делятся на ракетные двигатели и воздушно-реактивные двигатели.
Ракетные двигатели бывают на твердом или на жидком топливе.
В ракетных двигателях на твердом топливе топливо, содержащее и горючее, и окислитель, помешают внутрь камеры сгорания двигателя.
В жидкостно-реактивных двигателях, предназначенных для запуска космических кораблей, горючее и окислитель хранятся отдельно в специальных баках и с помощью насосов подаются в камеру сгорания. В качестве горючего в них можно использовать керосин, бензин, спирт, жидкий водород и др., а в качестве окислителя, необходимого для горения, - жидкий кислород, азотную кислоту, и др.
Современные трехступенчатые космические ракеты запускаются вертикально, а после прохода плотных слоев атмосферы переводятся на полет в заданном направлении. Каждая ступень ракеты имеет свой бак с горючим и бак с окислителем, а также свой реактивный двигатель. По мере сгорания топлива отработанные ступени ракеты отбрасываются.
Воздушно-реактивные двигатели в настоящее время применяют главным образом в самолетах. Основное их отличие от ракетных двигателей состоит в том, что окислителем для горения топлива служит кислород воздуха, поступающего внутрь двигателя из атмосферы.
К воздушно-реактивным двигателям относятся турбокомпрессорные двигатели как с осевым, так и с центробежным компрессором.
Воздух в таких двигателях всасывается и сжимается компрессором, приводимым в движение газовой турбиной. Газы, выходящие из камеры сгорания, создают реактивную силу тяги и вращают ротор турбины.
При очень болььших скоростях полета сжатие газов в камере сгорания можно осуществить за счет встречного набегающего воздушного потока. Необходимость в компрессоре отпадает.
Так устроены прямоточные воздушно-реактивные двигатели.
Поэтому при полетах в плотных слоях атосферы для более полного использования мощности реактивного двигателя на валу турбины устанавливают воздушный винт.
Наука в современном мире занимает, ведущую роль в жизни человека. Так, именно благодаря некоторым законам можно легко объяснить самые главные действия, которые происходят в природе. К числу много задаваемых вопросом можно отнести, кто открыл реактивное движение. Поскольку именно это открытые дало возможность понять происхождение многих природных явлений, которые успешно используются даже в современной технике.
Основа истории возникновения реактивного движения
Многих может удивить история открытия реактивного движения, но при изучении этого вопроса все сразу становится простым и понятным. Так, этому явлению очень много лет, оно появилось намного раньше, чем человек. Яркими примерами параллели с этим явлением можно назвать следующих существ:
- медуз;
- осьминогов;
- каракатиц.
Все эти обитатели морей и океанов уже много лет плавают в океане, по такому же принципу, по которому летают современные самолеты и, даже ракеты. На самом деле еще в древнем мире много ученых задумывались над этим понятием, но все же первым, кто о нем написал, был древнегреческий математик Герон. Но, к сожалению, дальше теории он не смог зайти. Далее над этим вопросом стали размышлять следующие нации:
Но, именно изобразительные китайцы благодаря изучению принципов движения осьминогов придумали разработку первых ракет. Эти ракеты изначально использовались как обычные фейерверки. Но, уже через некоторое время их стали использовать и для боевых действий, в том числе и как сигнальное оружие.
Но, истинным первооткрывателем этого понятия называют Николая Кибальчина. Этот человек родом из России, он был революционером. Самое удивительное, что собственный проект по созданию реактивного двигателя он создавал, находясь в заключении в царской тюрьме. Незадолго после этого, он был казнен как революционер, а его проект так и остался в стенах тюрьмы. Но, через время его работы были найдены, и дополнил их еще один талантливый ученый К. Циолковский. Этот человек начиная с 1903 года и до 1914 года написал ряд трудов, где он доказал возможность применения данного понятия для создания космических кораблей. До - сих пор придумывают множество мнений и теорий касательно реактивного движения и его применения.
Смотрите видео о том, что такое реактивное движение и какой принцип его действия.
Главные аспекты истории и применения реактивного движения
Ученые, которые сумели дать характеристику реактивному движению, называют все возможные сферы по его использованию, в частности такие, как:
- использование в военной сфере;
- в средствах передвижения по воде (а также речь идет о водометных двигателях);
- в авиационной технике;
- космонавтике;
- в автомобилестроении.
Нынешние самолеты, обязательно оснащаются реактивными двигателями, поскольку лишь они могут дать самую быструю скорость полета. А также, следует сказать о том, что в построении космических кораблей ничего не подойдет кроме таких двигателей, дело в том, что в других вариантах нет необходимой опоры, в ходе отталкивания от которой происходило бы ускорение.
А также, современные ученые говорят, что наиболее важным направлением по использованию этого понятия является техника. Так, именно благодаря работе реактивных двигателей летают самолеты и космические корабли. Что касается самого устройства двигателя, то оно может отличаться в зависимости от габаритов и первоначальной цели использования. Но, главными тремя компонентами, которые есть в любом таком двигателе можно назвать:
- Запас топлива.
- Специальная камера, в которой происходит процесс сгорания топлива.
- Сопло. Работа данной детали строится на ускорении реактивной струи.
Реактивный двигатель - это двигатель, который может преобразовывать химическую энергию от сгорания топлива в цельную кинетическую энергию движения. При всем, он сам набирает огромную скорость в совершенно обратном направлении. В качестве материалов для изготовления используются только жаропрочные материалы.
Особое внимание следует уделить вопросу реактивного движение тел, поскольку он поможет понять суть происхождения многих действий.
История развития реактивной техники
Как говорилось выше, реактивное движение в космосе и природе имеет огромное значение. Так, самый первый в истории человечества спутник Земли был запущен при помощи использования ракеты в Советском Союзе 4 октября 1957 года. Но, этому событию предшествовали и другие важные исторические открытия, без которых бы, не удалось полететь в космос. В данном случае, речь идет о таких событиях, как:
- 1881 год. Идея использования реактивного воздухоплавательного устройства;
- 1903 год разработка проекта по полету в космос с использованием жидкостного- реактивного двигателя;
Особое внимание следует уделить строению первых ракет. Большая часть ракеты состоит из двух главных частей топлива и окислителя. Следует уточнить, что окислитель необходим, чтобы поддерживать постоянность сгорания топлива, так как в космосе отсутствует кислород.
Ракеты работают на жидком топливе. Как горючее чаще всего используют:
Что касается окислителей, то это могут быть:
- азотная кислота;
- хлоридная кислота;
- кислород.
Касательно закона сохранения импульса реактивного движения, то он тоже сыграл большую роль в современной космонавтике. Таким образом, работу современной техники, в том числе и ракет для исследования космоса нельзя представить без открытия такого понятия, как реактивное движение, именно оно стало побуждающим фактором к развитию именно космонавтики.
Реактивные двигатели.
Реактивный двигатель - это устройство, конструкция которого позволяет получать реактивную тягу, посредством преобразования внутренней энергии запаса топлива в кинетическую энергию реактивной струи рабочего тела.
Рабочее тело объекта с большой скоростью истекает из реактивного двигателя, и, в соответствии с законом сохранения импульса, образуется реактивная сила, толкающая двигатель в противоположном направлении. Для разгона рабочего тела может использоваться как расширение газа, нагретого тем или иным способом до высокой температуры (тепловые реактивные двигатели), так и другие физические принципы, например, ускорение заряженных частиц в электростатическом поле (ионный двигатель).
Реактивный двигатель позволяет создавать тяговое усилие только за счёт взаимодействия реактивной струи с рабочим телом, без опоры или контакта с другими телами. В связи с этим, реактивный двигатель нашел широкое применение в авиации и космонавтике.
История реактивных двигателей.
Первыми реактивное движение научились использовать китайцы, ракеты с твердым топливом появились в Китае в X веке н. э. Такие ракеты применялись на Востоке, а затем в Европе для фейерверков, сигнализации, и как боевые.
Ракеты древнего Китая.
Важным этапом в развитии идеи реактивного движения была идея применения ракеты в качестве двигателя для летательного аппарата. Ее впервые сформулировал русский революционер-народоволец Н. И. Кибальчич, который в марте 1881 года, незадолго до казни, предложил схему летательного аппарата (ракетоплана) с использованием реактивной тяги от взрывных пороховых газов.
H. Е. Жуковский в работах "О реакции вытекающей и втекающей жидкости" (1880е годы) и "К теории судов, приводимых в движение силой реакции вытекающей воды" (1908 г.) впервые разработал основные вопросы теории реактивного двигателя.
Интересные работы по исследованию полета ракеты принадлежат также известному русскому ученому И. В. Мещерскому, в частности в области общей теории движения тел переменной массы.
В 1903 году К. Э. Циолковский в своей работе "Исследование мировых пространств реактивными приборами" дал теоретическое обоснование полета ракеты, а также принципиальную схему ракетного двигателя, предвосхищавшую многие принципиальные и конструктивные особенности современных жидкостноракетных двигателей (ЖРД). Так, Циолковский предусматривал применение для реактивного двигателя жидкого топлива и подачу его в двигатель специальными насосами. Управление полетом ракеты он предлагал осуществить посредством газовых рулей - специальных пластинок, помещаемых в струе вылетающих из сопла газов.
Особенность жидкостнореактивного двигателя в том, что в отличие от других реактивных двигателей он несет с собой вместе с топливом весь запас окислителя, а не забирает необходимый для сжигания горючего воздух, содержащий кислород, из атмосферы. Это единственный двигатель, который может быть применен для сверхвысотного полета вне земной атмосферы.
Первую в мире ракету с жидкостным ракетным двигателем создал и запустил 16 марта 1926 года американец Р. Годдард. Она весила около 5 килограммов, а ее длина достигала 3 м. Топливом в ракете Годдарда служили бензин и жидкий кислород. Полет этой ракеты продолжался 2,5 секунды, за которые она пролетела 56 м.
Систематические экспериментальные работы над этими двигателями начались в 1930-х годах.
Первые советские ЖРД были разработаны и созданы в 1930-1931 годах в ленинградской Газодинамической лаборатории (ГДЛ) под руководством будущего академика В. П. Глушко. Эта серия называлась ОРМ - опытный ракетный мотор. Глушко применил некоторые новинки, например охлаждение двигателя одним из компонентов топлива.
Параллельно разработка ракетных двигателей велась в Москве Группой изучения реактивного движения (ГИРД). Ее идейным вдохновителем был Ф. А. Цандер, а организатором - молодой С. П. Королев. Целью Королева была постройка нового ракетного аппарата - ракетоплана.
В 1933 году Ф. А. Цандер построил и успешно испытал ракетный двигатель ОР1, работавший на бензине и сжатом воздухе, а в 1932-1933 годах - двигатель ОР2, на бензине и жидком кислороде. Этот двигатель был спроектирован для установки на планере, который должен был совершить полет в качестве ракетоплана.
Развивая начатые работы, советские инженеры в последующем продолжали работать над созданием жидкостных реактивных двигателей. Всего с 1932 по 1941 год в СССР было разработано 118 конструкций жидкостных реактивных двигателей.
В Германии в 1931 году состоялись испытания ракет И. Винклера, Риделя и др.
Первый полет на самолетеракетоплане с жидкостнореактивным двигателем был совершен в Советском Союзе в феврале 1940 года. В качестве силовой установки самолета был применен ЖРД. В 1941 году под руководством советского конструктора В. Ф. Болховитинова был построен первый реактивный самолет - истребитель с жидкостноракетным двигателем. Его испытания были проведены в мае 1942 года летчиком Г. Я. Бахчиваджи. В это же время состоялся первый полет немецкого истребителя с таким двигателем.
В 1943 году в США провели испытания первого американского реактивного самолета, на котором был установлен жидкостнореактивный двигатель. В Германии в 1944 году были построены несколько истребителей с этими двигателями конструкции Мессершмитта.
Кроме того, ЖРД применялись на немецких ракетах Фау2, созданных под руководством В. фон Брауна.
В 1950-е годы жидкостноракетные двигатели устанавливались на баллистических ракетах, а затем на космических ракетах, искусственных спутниках, автоматических межпланетных станциях.
ЖРД состоит из камеры сгорания с соплом, турбонасосного агрегата, газогенератора или парогазогенератора, системы автоматики, органов регулирования, системы зажигания и вспомогательных агрегатов (теплообменники, смесители, приводы).
В мае 1939 года в СССР впервые состоялось испытание ракеты с ПВРД конструкции П. А. Меркулова. Это была двухступенчатая ракета (первая ступень - пороховая ракета) с взлетным весом 7,07 кг, причем вес топлива для второй ступени ПВРД составлял лишь 2 кг. При испытании ракета достигла высоты 2 км.
В 1939-1940 годах впервые в мире в Советском Союзе были проведены летние испытания воздушнореактивных двигателей, установленных в качестве дополнительных двигателей на самолете конструкции Н. П. Поликарпова. В 1942 году в Германии испытывались прямоточные воздушнореактивные двигатели конструкции Э. Зенгера.
Воздушнореактивный двигатель состоит из диффузора, в котором за счет кинетической энергии набегающего потока воздуха происходит сжатие воздуха. В камеру сгорания через форсунку впрыскивается топливо и происходит воспламенение смеси. Реактивная струя выходит через сопло.
Процесс работы ВРД непрерывен, поэтому в них отсутствует стартовая тяга. В связи с этим при скоростях полета меньше половины скорости звука воздушнореактивные двигатели не применяются. Наиболее эффективно применение ВРД на сверхзвуковых скоростях и больших высотах. Взлет самолета с воздушнореактивным двигателем происходит при помощи ракетных двигателей на твердом или жидком топливе.
Большее развитие получила другая группа воздушнореактивных двигателей – турбокомпрессорные двигатели. Они подразделяются на турбореактивные, в которых тяга создается струей газов, вытекающих из реактивного сопла, и турбовинтовые, в которых основная тяга создается воздушным винтом.
В 1909 году проект турбореактивного двигателя был разработан инженером Н. Герасимовым. В 1914 году лейтенант русского морского флота М. Н. Никольской сконструировал и построил модель турбовинтового авиационного двигателя. Рабочим телом для приведения в действие трехступенчатой турбины служили газообразные продукты сгорания смеси скипидара и азотной кислоты. Турбина работала не только на воздушный винт: отходящие газообразные продукты сгорания, направленные в хвостовое (реактивное) сопло, создавали реактивную тягу дополнительно к силе тяги винта.
В 1924 году В. И. Базаров разработал конструкцию авиационного турбокомпрессорного реактивного двигателя, состоявшую из трех элементов: камеры сгорания, газовой турбины, компрессора. Поток сжатого воздуха здесь впервые делился на две ветви: меньшая часть шла в камеру сгорания (к горелке), а большая подмешивалась к рабочим газам для понижения их температуры перед турбиной. Тем самым обеспечивалась сохранность лопаток турбины. Мощность многоступенчатой турбины расходовалась на привод центробежного компрессора самого двигателя и отчасти на вращение воздушного винта. Дополнительно к винту тяга создавалась за счет реакции струи газов, пропускаемых через хвостовое сопло.
В 1939 году на Кировском заводе в Ленинграде началась постройка турбореактивных двигателей конструкции А. М. Люльки. Его испытаниям помешала война.
В 1941 году в Англии был впервые осуществлен полет на экспериментальном самолете истребителе, оснащенном турбореактивным двигателем конструкции Ф. Уиттла. На нем был установлен двигатель с газовой турбиной, которая приводила в действие центробежный компрессор, подающий воздух в камеру сгорания. Продукты сгорания использовались для создания реактивной тяги.
К концу Второй мировой войны стало ясно, что дальнейшее эффективное развитие авиации возможно только при внедрении двигателей, использующих принципы реактивной тяги полностью или частично.
Первые самолеты с реактивными двигателями были создавались в фашисткой Германии, Великобритании, США и СССР.
В СССР первый проект истребителя, с ВРД разработанным А. М. Люлькой, в был предложен в марте 1943 года начальником ОКБ-301 М. И. Гудковым. Самолёт назывался Гу-ВРД. Проект был отвергнут экспертами, в связи с неверием в актуальность и преимущества ВРД в сравнении с поршневыми авиадвигателями.
Немецкие конструкторы и учёные, работавшие в этой и смежных областях (ракетостроение), оказались в более выгодном положении. Третий рейх планировал войну, и выиграть её рассчитывал за счёт технического превосходства в вооружениях. Поэтому в Германии новые разработки, которые могли усилить армию, в области авиации и ракетной техники субсидировались более щедро, чем в других странах.
Первый самолёт, оснащенный турбореактивным двигателем (ТРД) HeS 3 конструкции фон Охайна, - был самолет He 178 (фирма Хейнкель Германия). Произошло это 27 августа 1939 года. Этот самолёт превосходил по скорости (700 км/ч) поршневые истребители своего времени, максимальная скорость которых не превышала 650 км/ч, но при этом был менее экономичен, и вследствие этого имел меньший радиус действия. К тому же у него были большие скорости взлёта и посадки, по сравнению с поршневыми самолётами, из-за чего ему требовалась более длинная взлётно-посадочная полоса с качественным покрытием.
Работы по этой тематике продолжались практически до конца войны, когда Третий рейх, утратив своё былое преимущество в воздухе, предпринял безуспешную попытку восстановить его за счёт поставки для военной авиации реактивных самолетов.
С ноября 1944 года начал выпускаться ещё и первый реактивный бомбардировщик Arado Ar 234 Blitz с теми же двигателями.
После войны во всех странах, имевших авиационную промышленность, начинаются интенсивные разработки в области воздушно-реактивных двигателей. Реактивное двигателестроение открыло новые возможности в авиации: полёты на скоростях, превышающих скорость звука, и создание самолётов с грузоподъёмностью, многократно превышающей грузоподъёмность поршневых самолётов, как следствие более высокой удельной мощности газотурбинных двигателей в сравнении с поршневыми.
Первым отечественным серийным реактивным самолётом был истребитель Як-15 (1946 год), разработанный в рекордные сроки на базе планера Як-3 и адаптации трофейного двигателя Jumo-004, выполненной в моторостроительном конструкторском бюро В. Я. Климова.
Первым отечественным реактивным пассажирским авиалайнером был Ту-104 (1955 год), оборудованный двумя турбореактивными двигателями РД-3М-500 (АМ-3М-500), разработанными в КБ А. А. Микулина. К этому времени СССР был уже в числе мировых лидеров в области авиационного моторостроения.
Изобретенный в 1913 году прямоточный воздушно-реактивный двигатель (ПВРД), так же начал активно совершенствоваться. Начиная с 1950-х годов в США было создан ряд экспериментальных самолётов и серийных крылатых ракет разного назначения с этим типом двигателя.
Обладая рядом недостатков для использования на пилотируемых самолётах (нулевая тяга на месте, низкая эффективность на малых скоростях полёта), ПВРД стал предпочтительным типом ВРД для беспилотных одноразовых снарядов и крылатых ракет, благодаря своей простоте, а, следовательно, дешевизне и надёжности.
В турбореактивном двигателе (ТРД) воздух, поступающий при полете, сжимается сначала в воздухозаборнике, а затем в турбокомпрессоре. Сжатый воздух подается в камеру сгорания, куда впрыскивается жидкое топливо (чаще всего – авиационный керосин). Частичное расширение газов, образовавшихся при сгорании, происходит в турбине, вращающей компрессор, а окончательное – в реактивном сопле. Между турбиной и реактивным двигателем может быть установлена форсажная камера, предназначенная для дополнительного сгорания топлива.
Сейчас турбореактивными двигателями (ТРД) оснащено большинство военных и гражданских самолетов, а также некоторые вертолеты.
В турбовинтовом двигателе основная тяга создается воздушным винтом, а дополнительная (около 10 %) - струей газов, вытекающих из реактивного сопла. Принцип действия турбовинтового двигателя схож с турбореактивным (ТР), с той разницей, что турбина вращает не только компрессор, но и воздушный винт. Эти двигатели применяются в дозвуковых самолетах и вертолетах, а также для движения быстроходных судов и автомобилей.
Наиболее ранние реактивные твердотопливные двигатели (РТТД) использовались в боевых ракетах. Их широкое применение началось в XIX веке, когда во многих армиях появились ракетные части. В конце XIX века были созданы первые бездымные пороха, с более устойчивым горением и большей работоспособностью.
В 1920-1930 годы велись работы по созданию реактивного оружия. Это привело к появлению реактивных минометов - "катюш" в Советском Союзе, шестиствольных реактивных минометов в Германии.
Получение новых видов пороха позволило применять реактивные твердотопливные двигатели в боевых ракетах, включая баллистические. Кроме этого они применяются в авиации и космонавтике как двигатели первых ступеней ракетоносителей, стартовые двигатели для самолетов с прямоточными воздушнореактивными двигателями и тормозные двигатели космических аппаратов.
Реактивный твердотопливный двигатель (РТТЖ) состоит из корпуса (камеры сгорания), в котором находится весь запас топлива и реактивного сопла. Корпус выполняется из стали или стеклопластика. Сопло - из графита, либо тугоплавких сплавов. Зажигание топлива производится воспламенительным устройством. Регулирование тяги может производиться изменением поверхности горения заряда или площади критического сечения сопла, а также впрыскиванием в камеру сгорания жидкости. Направление тяги может меняться газовыми рулями, отклоняющейся насадкой (дефлектором), вспомогательными управляющими двигателями и т. п.
Реактивные твердотопливные двигатели очень надежны, не требуют сложного обслуживания, могут долго храниться, и постоянно готовы к запуску.
Виды реактивных двигателей.
В наше время реактивные двигатели самых разных конструкций используются достаточно широко.
Реактивные двигатели можно разделить на две категории: ракетные реактивные двигатели и воздушно-реактивные двигатели.
В категории ракетные реактивные двигатели существуют двигатели двух видов:
- Твердотопливный ракетный двигатель (РДТТ) - ракетный двигатель твёрдого топлива - двигатель, работающий на твердом горючем, наиболее часто используется в ракетной артиллерии и значительно реже в космонавтике. Является старейшим из тепловых двигателей.
- Жидкостный ракетный двигатель (ЖРД) - химический ракетный двигатель, использующий в качестве ракетного топлива жидкости, в том числе сжиженные газы. По количеству используемых компонентов различаются одно-, двух- и трёхкомпонентные ЖРД.
В категории воздушно-реактивные двигатели имеются двигатели следующих видов:
Современные реактивные двигатели.
На фотографии самолетный реактивный двигатель во время испытаний.
На фотографии процесс сборки ракетных двигателей.
Реактивные двигатели. История реактивных двигателей. Виды реактивных двигателей.
- Для учеников 1-11 классов и дошкольников
- Бесплатные сертификаты учителям и участникам
Описание презентации по отдельным слайдам:
История развития Реактивного движения
Что такое реактивное движение? Реактивное движение — это движение, которое возникает при отделении от тела некоторой его части с определенной скоростью Особенностью этого движения является то, что тело может ускоряться и тормозить без какой-либо внешней взаимодействия с другими телами.
Все виды движения невозможны без взаимодействия тел данной системы с окружающей средой. А для осуществления реактивного движения не требуется взаимодействия тела с окружающей средой. Реактивное движение основано на третьем законе Ньютона
Китайцы-первые, кто использовал принцип реактивного движения. В конце первого тысячелетия нашей эры в Китае изобрели реактивное движение, которое приводило в действие ракеты — бамбуковые трубки, начиненные порохом, они также использовались как забава. В 18 веке при ведении боевых действий между Индией и Англией, а также в Русско-турецких войнах были использованы боевые ракеты.
Реактивный двигатель Одним из главнейших изобретений человечества в 20 веке стало изобретение реактивного двигателя, который позволил человеку подняться в космос. Реактивный двигатель-это двигатель, преобразующий химическую энергию топлива в кинетическую энергию газовой струи, при этом двигатель приобретает скорость в обратном направлении.
Николай Иванович Кибальчич (1853-1881) Ученый-инженер. Первым проектом пилотируемой ракеты был в 1881 году проект ракеты с пороховым двигателем известного революционера Николая Ивановича Кибальчича (1853-1881). Будучи осужденным царским судом за участие в убийстве императора Александра II, Кибальчич в камере смертников за 10 дней до казни подал администрации тюрьмы записку с описанием своего изобретения. Но царские чиновники скрыли от ученых этот проект. О нем стало известно только в 1918 году.
Сергей Павлович Королев (1907-1966) Советский учёный, конструктор и организатор производства ракетно-космической техники и ракетного оружия СССР Сергей Павлович Королев был крупнейшим конструктором ракетно-космических систем. Под его руководством были осуществлены запуски первых в мире искусственных спутников Земли, Луны и Солнца, первых пилотируемых космических кораблей и первый выход человека из спутника в открытый космос.
По принципу реактивного движения передвигаются кальмары, осьминоги, каракатицы, медузы. В технике оно используется на речном транспорте (катер с водометным двигателем), в авиации, космонавтике, военном деле. Человек стал использовать реактивное движение в качестве способа передвижения только в 20 веке. Реактивное движение в жизни
Заключение В наши дни использование реактивного движения уже вышло далеко за пределы создания игрушек и сбора интересных наблюдений. Двадцатый век называют иногда веком атомной энергии, однако с не меньшим основанием его можно назвать веком реактивного движения, так как трудно переоценить те далекие последствия, к которым приведет использование мощных реактивных двигателей. Без реактивного движения невозможно представить современную авиацию и освоение космоса.
Читайте также: