Katika sehemu hii tutazingatia harakati za miili ya wingi wa kutofautiana. Aina hii ya harakati mara nyingi hupatikana katika asili na katika mifumo ya kiufundi. Kama mifano, tunaweza kutaja:
Kuanguka kwa tone la kuyeyuka;
Mwendo wa barafu inayoyeyuka juu ya uso wa bahari;
Harakati ya squid au jellyfish;
Ndege ya roketi.
Mlinganyo tofauti wa mwendo wa ndege
Uendeshaji wa ndege unategemea Sheria ya tatu ya Newton , kulingana na ambayo "nguvu ya utendaji ni sawa kwa ukubwa na kinyume katika mwelekeo wa nguvu ya mwitikio." Gesi za moto zinazotoka kwenye pua ya roketi huunda nguvu ya utendaji. Nguvu ya mmenyuko inayofanya kinyume inaitwa nguvu ya mvuto. Nguvu hii ndiyo inahakikisha uharakishaji wa roketi.
Hebu uzito wa mwanzo wa roketi uwe \(m,\) na kasi yake ya awali iwe \(v.\) Baada ya muda \(dt\), uzito wa roketi utapungua kwa kiasi \(dm\) kama matokeo ya mwako wa mafuta. Hii itaongeza kasi ya roketi kwa \(dv.\) Apply sheria ya uhifadhi wa kasi kwa mfumo wa "roketi + mtiririko wa gesi". Katika wakati wa mwanzo wa muda, kasi ya mfumo ni \(mv.\) Baada ya muda mfupi \(dt\), kasi ya roketi itakuwa \[(p_1) = \left((m - dm) \kulia)\kushoto((v + dv) \kulia),\] na kasi inayohusishwa na gesi za kutolea nje katika mfumo wa kuratibu kuhusiana na Dunia itakuwa sawa na \[(p_2) = dm\left((v -) u) \kulia),\] wapi \(u\) − kiwango cha mtiririko wa gesi kuhusiana na Dunia. Hapa tulizingatia kwamba kasi ya outflow ya gesi inaelekezwa kwa mwelekeo kinyume na kasi ya roketi (Mchoro \(1\)). Kwa hivyo, kuna alama ya minus mbele ya \(u\).
Kwa mujibu wa sheria ya uhifadhi wa kasi ya jumla ya mfumo, tunaweza kuandika: \[ (p = (p_1) + (p_2),)\;\; (\Mshale wa kulia mv = \kushoto((m - dm) \kulia)\kushoto((v + dv) \kulia) + dm\kushoto((v - u) \kulia).) \]
Mtini.1 |
Kubadilisha mlinganyo huu, tunapata: \[\require(cancel) \cancel(\color(blue)(mv)) = \cancel(\color(blue)(mv)) - \ghairi(\color(nyekundu)(vdm) ) ) + mdv - dmdv + \ghairi(\color(nyekundu)(vdm)) - udm. \] Katika mlingano wa mwisho, neno \(dmdv,\) linaweza kupuuzwa wakati wa kuzingatia mabadiliko madogo katika idadi hizi. Kama matokeo, equation itaandikwa katika fomu \ Gawanya pande zote mbili na \(dt,\) ili kubadilisha mlinganyo kuwa fomu. Sheria ya pili ya Newton :\ Mlinganyo huu unaitwa equation tofauti ya mwendo wa ndege . Upande wa kulia wa equation ni nguvu ya mvuto\(T:\) \ Kutoka kwa fomula inayosababisha ni wazi kuwa nguvu ya mvuto ni sawia viwango vya mtiririko wa gesi Na kiwango cha mwako wa mafuta . Kwa kweli, equation hii ya kutofautisha inaelezea kesi inayofaa. Haizingatii mvuto Na nguvu ya aerodynamic . Kuzingatia kwao kunasababisha shida kubwa ya equation ya kutofautisha.
Njia ya Tsiolkovsky
Ikiwa tutaunganisha usawa wa kutofautisha uliotolewa hapo juu, tunapata utegemezi wa kasi ya roketi kwenye wingi wa mafuta yaliyochomwa. formula kusababisha inaitwa equation bora ya kusukuma ndege au Njia ya Tsiolkovsky , ambaye aliileta katika \(1897\) mwaka.
Ili kupata formula iliyoonyeshwa, ni rahisi kuandika tena usawa wa tofauti katika fomu ifuatayo: \ Kutenganisha vigezo na kuunganisha, tunapata: \[ (dv = u\frac((dm)))(m),)\;\ ; (\Mshale \int\limits_((v_0))^((v_1)) (dv) = \int\limits_((m_0))^((m_1)) (u\frac((dm))(m)) .) Kumbuka kuwa \(dm\) inaashiria kupungua kwa wingi. Kwa hivyo, tunachukua nyongeza \(dm\) na ishara hasi. Kwa sababu hiyo, mlinganyo huchukua fomu: \[ (\ kushoto. v \kulia|_((v_0))^((v_1)) = - u\left. (\left((\ln m) \kulia) ) \kulia |_((m_0))^((m_1)),)\;\; (\Mshale wa Kulia (v_1) - (v_0) = u\ln \frac(((m_0)))(((m_1)))) \] wapi \((v_0)\) na \((v_1)\) ni kasi ya awali na ya mwisho ya roketi, na \((m_0)\) na \((m_1)\) ni wingi wa mwanzo na wa mwisho wa roketi, mtawalia.
Kwa kudhani \((v_0) = 0,\) tunapata formula inayotokana na Tsiolkovsky: \ Formula hii huamua kasi ya roketi kulingana na mabadiliko katika wingi wake wakati mafuta yanawaka. Kwa kutumia fomula hii, unaweza kukadiria takriban kiasi cha mafuta kinachohitajika ili kuharakisha roketi hadi kasi fulani.
Sheria za Newton husaidia kuelezea jambo muhimu sana la mitambo - msukumo wa ndege. Hili ni jina linalopewa msogeo wa mwili ambao hutokea wakati sehemu fulani yake imetenganishwa nayo kwa kasi yoyote.
Hebu tuchukue, kwa mfano, mpira wa mpira wa watoto, uimimishe na uiachilie. Tutaona kwamba wakati hewa inapoanza kuiacha katika mwelekeo mmoja, mpira yenyewe utaruka kwa upande mwingine. Huu ni harakati tendaji.
Wawakilishi wengine wa ulimwengu wa wanyama huhamia kulingana na kanuni ya kusukuma ndege, kama vile squids na pweza. Mara kwa mara wakitupa maji wanayonyonya, wanaweza kufikia kasi ya hadi 60-70 km / h. Jellyfish, cuttlefish na wanyama wengine huenda kwa njia sawa.
Mifano ya msukumo wa ndege pia inaweza kupatikana katika ulimwengu wa mimea. Kwa mfano, matunda yaliyoiva ya tango "wazimu", kwa kugusa kidogo, hutoka kwenye bua na kioevu chungu na mbegu hutupwa kwa nguvu nje ya shimo lililoundwa kwenye tovuti ya bua iliyotengwa; matango yenyewe huruka kwa mwelekeo tofauti.
Mwendo tendaji unaotokea maji yanapotolewa unaweza kuzingatiwa katika jaribio lifuatalo. Mimina maji kwenye funnel ya kioo iliyounganishwa na bomba la mpira na ncha ya L-umbo (Mchoro 20). Tutaona kwamba wakati maji yanapoanza kutoka kwenye bomba, bomba yenyewe itaanza kusonga na kupotoka kwa mwelekeo kinyume na mwelekeo wa mtiririko wa maji.
Usafiri wa ndege unatokana na kanuni ya mwendo wa ndege makombora. Roketi ya kisasa ya anga ni ndege tata sana yenye mamia ya maelfu na mamilioni ya sehemu. Wingi wa roketi ni kubwa sana. Inajumuisha wingi wa maji ya kufanya kazi (yaani, gesi za moto zinazoundwa kama matokeo ya mwako wa mafuta na kutolewa kwa namna ya mkondo wa ndege) na ya mwisho au, kama wanasema, "kavu" ya roketi iliyobaki baada ya maji ya kufanya kazi hutolewa kutoka kwa roketi.
Uzito "kavu" wa roketi, kwa upande wake, unajumuisha wingi wa muundo (yaani ganda la roketi, injini zake na mfumo wa kudhibiti) na wingi wa mzigo wa malipo (yaani vifaa vya kisayansi, mwili wa chombo kilichozinduliwa kwenye obiti. , wafanyakazi na mfumo wa usaidizi wa maisha wa meli).
Maji ya kufanya kazi yanapoisha, mizinga iliyotolewa, sehemu za ziada za ganda, nk huanza kubeba roketi na mizigo isiyo ya lazima, na kuifanya iwe ngumu kuharakisha. Kwa hiyo, ili kufikia kasi ya cosmic, roketi za composite (au multi-hatua) hutumiwa (Mchoro 21). Mara ya kwanza, tu hatua ya kwanza ya vitalu 1 hufanya kazi katika roketi hizo Wakati akiba ya mafuta ndani yao inapoisha, hutenganishwa na hatua ya 2 imewashwa; baada ya mafuta ndani yake kuisha, pia hutenganishwa na hatua ya tatu imewashwa Satelaiti au chombo kingine chochote kilicho kwenye kichwa cha roketi kinafunikwa na kichwa cha 4, sura iliyosasishwa ambayo husaidia kupunguza. upinzani wa hewa wakati roketi inaruka katika angahewa ya Dunia.
Wakati ndege ya gesi inatolewa kutoka kwa roketi kwa kasi ya juu, roketi yenyewe hukimbilia kinyume chake. Kwa nini hii inatokea?
Kulingana na sheria ya tatu ya Newton, nguvu F ambayo roketi hufanya kazi kwenye giligili inayofanya kazi ni sawa kwa ukubwa na kinyume katika mwelekeo wa nguvu F" ambayo maji ya kufanya kazi hufanya kwenye mwili wa roketi:
Force F" (ambayo inaitwa nguvu tendaji) huharakisha roketi.
Kutoka kwa usawa (10.1) inafuata kwamba msukumo unaotolewa kwa mwili ni sawa na bidhaa ya nguvu na wakati wa hatua yake. Kwa hivyo, nguvu sawa zinazofanya kazi kwa wakati mmoja hutoa msukumo sawa kwa miili. Katika kesi hii, mapigo ya m p v p inayopatikana na roketi lazima yalingane na mapigo ya gesi v ya gesi iliyotolewa:
m р v р = m gesi v gesi
Inafuata kwamba kasi ya roketi 
Hebu tuchambue usemi unaosababisha. Tunaona kwamba kasi ya roketi ni kubwa zaidi, kasi ya gesi iliyotolewa na uwiano mkubwa wa wingi wa maji ya kufanya kazi (yaani, wingi wa mafuta) hadi misa ya mwisho ("kavu"). roketi.
Mfumo (12.2) ni wa kukadiria. Haizingatii kwamba mafuta yanapowaka, wingi wa roketi inayoruka inakuwa kidogo na kidogo. Njia halisi ya kasi ya roketi ilipatikana kwa mara ya kwanza mnamo 1897 na K. E. Tsiolkovsky na kwa hivyo ina jina lake.
Fomula ya Tsiolkovsky hukuruhusu kuhesabu akiba ya mafuta inayohitajika kutoa kasi fulani ya roketi. Jedwali la 3 linaonyesha uwiano wa wingi wa awali wa roketi m0 hadi m misa yake ya mwisho, sambamba na kasi tofauti za roketi kwa kasi ya ndege ya gesi (kuhusiana na roketi) v = 4 km / s. 
Kwa mfano, ili kutoa kwa roketi kasi inayozidi kasi ya mtiririko wa gesi kwa mara 4 (v p = 16 km / s), ni muhimu kwamba misa ya awali ya roketi (pamoja na mafuta) izidi ya mwisho ("kavu"). wingi wa roketi kwa mara 55 (m 0 / m = 55). Hii ina maana kwamba sehemu kubwa ya jumla ya wingi wa roketi wakati wa uzinduzi inapaswa kuwa wingi wa mafuta. Mzigo wa malipo, kwa kulinganisha, unapaswa kuwa na wingi mdogo sana.
Mchango muhimu katika maendeleo ya nadharia ya kusukuma ndege ilitolewa na mtu wa kisasa wa K. E. Tsiolkovsky, mwanasayansi wa Kirusi I. V. Meshchersky (1859-1935). Mlinganyo wa mwendo wa mwili wenye wingi wa kutofautiana huitwa jina lake.
1. Jet propulsion ni nini? Toa mifano. 2. Katika jaribio lililoonyeshwa kwenye Mchoro 22, maji yanapotoka kupitia mirija iliyopinda, ndoo huzunguka katika mwelekeo unaoonyeshwa na mshale. Eleza jambo hilo. 3. Ni nini huamua kasi inayopatikana na roketi baada ya mwako wa mafuta?
Wizara ya Elimu na Sayansi ya Shirikisho la Urusi
FGOU SPO "Chuo cha Ujenzi cha Perevozsky"
Insha
nidhamu:
Fizikia
mada: Uendeshaji wa ndege
Imekamilika:
Mwanafunzi
Vikundi 1-121
Okuneva Alena
Imechaguliwa:
P.L.Vineaminovna
Perevoz mji
2011
Maudhui:
- Utangulizi: Jet Propulsion ni nini…………………………………………………………………………………………………..3.
Sheria ya uhifadhi wa kasi ……………………………………………………………….4.
Utumiaji wa mwendo wa ndege katika asili…………………………..………….5
Utumiaji wa mwendo wa ndege katika teknolojia……………………………..….….6.
Uendeshaji wa ndege "Intercontinental kombora"…………..………………7
Msingi wa kimwili wa uendeshaji wa injini ya ndege..................... .................... 8
Uainishaji wa injini za ndege na sifa za matumizi yao………………………………………………………………………………………………….
Vipengele vya muundo na uundaji wa ndege…..…10
Hitimisho ……………………………………………………………………………………….11.
Orodha ya marejeleo……………………………………………………………..12
"Uendeshaji wa ndege"
Mwendo tendaji ni mwendo wa mwili unaosababishwa na kutenganishwa kwa sehemu fulani kutoka kwake kwa kasi fulani. Mwendo wa ndege unaelezewa kwa kuzingatia sheria ya uhifadhi wa kasi.
Uendeshaji wa ndege, ambao sasa unatumika katika ndege, roketi na vyombo vya angani, ni tabia ya pweza, ngisi, samaki aina ya samaki, jellyfish - wote, bila ubaguzi, hutumia majibu (recoil) ya mkondo wa maji uliotolewa kwa kuogelea.
Mifano ya msukumo wa ndege pia inaweza kupatikana katika ulimwengu wa mimea.
Katika nchi za kusini kunakua mmea unaoitwa "mad tango". Mara tu unapogusa matunda yaliyoiva, sawa na tango, hutoka kwenye bua, na kupitia shimo linalosababisha, kioevu kilicho na mbegu huruka nje ya matunda kama chemchemi kwa kasi ya hadi 10 m / s.
Matango yenyewe huruka kwa mwelekeo tofauti. Tango la wazimu (vinginevyo huitwa "bastola ya wanawake") hupiga zaidi ya m 12.
"Sheria ya Uhifadhi wa Kasi"
Katika mfumo uliofungwa, jumla ya vector ya msukumo wa miili yote iliyojumuishwa katika mfumo inabaki mara kwa mara kwa mwingiliano wowote wa miili ya mfumo huu na kila mmoja.
Sheria hii ya msingi ya asili inaitwa sheria ya uhifadhi wa kasi. Ni matokeo ya sheria ya pili na ya tatu ya Newton. Hebu tuchunguze miili miwili inayoingiliana ambayo ni sehemu ya mfumo uliofungwa.
Tunaashiria nguvu za mwingiliano kati ya miili hii na Kulingana na sheria ya tatu ya Newton Ikiwa miili hii inaingiliana wakati wa t, basi misukumo ya nguvu za mwingiliano ni sawa kwa ukubwa na inaelekezwa kwa mwelekeo tofauti: Hebu tutumie sheria ya pili ya Newton kwa miili hii. :
Usawa huu unamaanisha kuwa kama matokeo ya mwingiliano wa miili miwili, kasi yao ya jumla haijabadilika. Kwa kuzingatia sasa mwingiliano wote unaowezekana wa jozi wa miili iliyojumuishwa katika mfumo uliofungwa, tunaweza kuhitimisha kuwa nguvu za ndani za mfumo uliofungwa haziwezi kubadilisha kasi yake kamili, ambayo ni, jumla ya vekta ya kasi ya miili yote iliyojumuishwa katika mfumo huu. Kupunguza kwa kiasi kikubwa kwa wingi wa kurusha roketi kunaweza kupatikana kwa kutumiaroketi za hatua nyingi, hatua za roketi zinapojitenga wakati mafuta yanawaka. Misa ya kontena zilizokuwa na mafuta, injini zilizotumika, mifumo ya udhibiti, n.k. hazijumuishwi katika mchakato wa kuongeza kasi ya roketi Ni katika njia ya kuunda roketi za kiuchumi za hatua nyingi ambazo sayansi ya kisasa ya roketi inakua.
"Matumizi ya propulsion ya ndege katika asili"
Jet propulsion hutumiwa na mollusks nyingi - pweza, squids, cuttlefish. Kwa mfano, moluska ya bahari ya scallop husonga mbele kwa sababu ya nguvu tendaji ya mkondo wa maji unaotupwa nje ya ganda wakati wa mgandamizo mkali wa vali zake.
Pweza
Cuttlefish, kama sefalopodi nyingi, husogea ndani ya maji kwa njia ifuatayo. Anachukua maji kwenye tundu la gill kupitia mwanya wa upande na faneli maalum mbele ya mwili, na kisha kurusha kwa nguvu mkondo wa maji kupitia funnel. Cuttlefish huelekeza bomba la funnel kwa upande au nyuma na, haraka kufinya maji kutoka humo, inaweza kusonga kwa njia tofauti.
Salpa ni mnyama wa baharini na mwili wa uwazi wakati wa kusonga, hupokea maji kupitia ufunguzi wa mbele, na maji huingia kwenye cavity pana, ndani ambayo gills hupigwa kwa diagonally. Mara tu mnyama anaponywa maji mengi, shimo hufunga. Kisha misuli ya longitudinal na transverse ya mkataba wa salp, mikataba ya mwili mzima, na maji hutolewa nje kupitia ufunguzi wa nyuma. Mwitikio wa ndege inayotoroka husukuma salpa mbele. Injini ya ndege ya ngisi ndiyo inayovutia zaidi. Squid ndiye mkaaji mkubwa zaidi wa wanyama wasio na uti wa mgongo kwenye vilindi vya bahari. Squids wamepata ukamilifu wa juu zaidi katika urambazaji wa ndege. Hata mwili wao, pamoja na umbo lake la nje, huiga roketi. Kujua sheria ya uhifadhi wa kasi, unaweza kubadilisha kasi yako mwenyewe ya harakati katika nafasi ya wazi. Ikiwa uko kwenye mashua na una mawe kadhaa mazito, basi kurusha mawe kwa mwelekeo fulani itakusogeza kwa mwelekeo tofauti. Vile vile vitatokea katika anga ya nje, lakini huko wanatumia injini za ndege kwa hili.
"Matumizi ya propulsion ya ndege katika teknolojia"
Mwishoni mwa milenia ya kwanza BK, Uchina ilivumbua urushaji wa ndege, ambao uliendesha makombora - mirija ya mianzi iliyojaa baruti, pia ilitumiwa kama burudani. Moja ya miradi ya kwanza ya gari pia ilikuwa na injini ya ndege na mradi huu ulikuwa wa Newton.
Mwandishi wa mradi wa kwanza wa ulimwengu wa ndege ya ndege iliyokusudiwa kukimbia kwa wanadamu alikuwa mwanamapinduzi wa Urusi N.I. Kibalchich. Aliuawa mnamo Aprili 3, 1881 kwa ushiriki wake katika jaribio la mauaji ya Mtawala Alexander II. Aliendeleza mradi wake gerezani baada ya kuhukumiwa kifo. Kibalchich aliandika hivi: “Nikiwa gerezani, siku chache kabla ya kifo changu, ninaandika mradi huu. Ninaamini katika uwezekano wa wazo langu, na imani hii inaniunga mkono katika hali yangu mbaya... nitakabili kifo kwa utulivu, nikijua kwamba wazo langu halitakufa pamoja nami.”
Wazo la kutumia roketi kwa ndege za anga lilipendekezwa mwanzoni mwa karne hii na mwanasayansi wa Urusi Konstantin Eduardovich Tsiolkovsky. Mnamo 1903, nakala ya mwalimu wa mazoezi ya Kaluga K.E. Tsiolkovsky "Uchunguzi wa nafasi za ulimwengu kwa kutumia vyombo tendaji." Kazi hii ilikuwa na mlinganyo muhimu zaidi wa hisabati kwa wanaanga, ambao sasa unajulikana kama "Fomula ya Tsiolkovsky," ambayo ilielezea mwendo wa mwili wa molekuli tofauti. Baadaye, alitengeneza muundo wa injini ya roketi ya mafuta ya kioevu, akapendekeza muundo wa roketi wa hatua nyingi, na akaelezea wazo la uwezekano wa kuunda miji yote ya anga katika obiti ya chini ya Dunia. Alionyesha kuwa kifaa pekee chenye uwezo wa kushinda mvuto ni roketi, i.e. kifaa chenye injini ya ndege inayotumia mafuta na kioksidishaji kilicho kwenye kifaa chenyewe. Roketi za Soviet zilikuwa za kwanza kufikia Mwezi, zilizunguka Mwezi na kupiga picha upande wake usioonekana kutoka kwa Dunia, na walikuwa wa kwanza kufikia sayari ya Venus na kutoa vyombo vya kisayansi kwenye uso wake. Mnamo 1986, vyombo viwili vya anga vya Soviet, Vega 1 na Vega 2, vilichunguza kwa karibu Comet ya Halley, ambayo hukaribia Jua mara moja kila baada ya miaka 76.
Msukumo wa ndege "Intercontinental missile"
Ubinadamu daima umeota kusafiri angani. Waandishi - waandishi wa hadithi za kisayansi, wanasayansi, waotaji - walipendekeza njia anuwai za kufikia lengo hili. Lakini kwa karne nyingi, hakuna mwanasayansi hata mmoja au mwandikaji wa hadithi za kisayansi ambaye ameweza kuvumbua njia pekee ya mtu ambayo kwayo mtu anaweza kushinda nguvu za uvutano na kuruka angani. K. E. Tsiolkovsky ndiye mwanzilishi wa nadharia ya kukimbia anga.
Kwa mara ya kwanza, ndoto na matamanio ya watu wengi yaliletwa karibu na ukweli na mwanasayansi wa Urusi Konstantin Eduardovich Tsiolkovsky (1857-1935), ambaye alionyesha kuwa kifaa pekee kinachoweza kushinda mvuto ni roketi, aliwasilisha kwa mara ya kwanza. ushahidi wa kisayansi wa uwezekano wa kutumia roketi kwa safari za anga za juu, zaidi ya angahewa ya dunia na sayari nyingine za mfumo wa jua. Tsoilkovsky aliita roketi kifaa kilicho na injini ya ndege ambayo hutumia mafuta na kioksidishaji juu yake.
Kama unavyojua kutoka kwa kozi ya fizikia, risasi kutoka kwa bunduki inaambatana na kurudi nyuma. Kulingana na sheria za Newton, risasi na bunduki zingeruka kuelekea pande tofauti kwa kasi ileile ikiwa zingekuwa na wingi sawa. Wingi wa gesi uliotolewa huunda nguvu tendaji, shukrani ambayo harakati inaweza kuhakikisha, katika hewa na katika nafasi isiyo na hewa, na hivyo kurudi nyuma hutokea. Kadiri nguvu ya kurudisha nyuma bega yetu inavyohisi, ndivyo wingi na kasi ya gesi zinazotoroka, na, kwa hivyo, nguvu ya athari ya bunduki, ndivyo nguvu tendaji inavyoongezeka. Matukio haya yanaelezewa na sheria ya uhifadhi wa kasi:
jumla ya vector (kijiometri) ya msukumo wa miili ambayo hufanya mfumo wa kufungwa inabaki mara kwa mara kwa harakati yoyote na mwingiliano wa miili ya mfumo.
Njia iliyowasilishwa ya Tsiolkovsky ndio msingi ambao hesabu nzima ya makombora ya kisasa inategemea. Nambari ya Tsiolkovsky ni uwiano wa wingi wa mafuta kwa wingi wa roketi mwishoni mwa operesheni ya injini - kwa uzito wa roketi tupu.
Kwa hivyo, tuligundua kwamba kasi ya juu ya kufikiwa ya roketi inategemea hasa kasi ya mtiririko wa gesi kutoka kwa pua. Na kiwango cha mtiririko wa gesi za pua, kwa upande wake, inategemea aina ya mafuta na joto la ndege ya gesi. Hii ina maana kwamba joto la juu, kasi kubwa zaidi. Kisha kwa roketi halisi unahitaji kuchagua mafuta ya juu zaidi ya kalori ambayo hutoa kiasi kikubwa cha joto. Fomula inaonyesha kwamba, kati ya mambo mengine, kasi ya roketi inategemea uzito wa awali na wa mwisho wa roketi, kwa sehemu gani ya uzito wake ni mafuta, na ni sehemu gani isiyo na maana (kutoka kwa mtazamo wa kasi ya kukimbia) miundo: mwili, taratibu, n.k. d.
Hitimisho kuu kutoka kwa fomula hii ya Tsiolkovsky ya kuamua kasi ya roketi ya anga ni kwamba katika nafasi isiyo na hewa roketi itakua kasi zaidi, kasi ya utokaji wa gesi na idadi kubwa ya Tsiolkovsky.
"Msingi wa kimwili wa uendeshaji wa injini ya ndege"
Injini za kisasa za jet zenye nguvu za aina mbalimbali zinategemea kanuni ya majibu ya moja kwa moja, i.e. kanuni ya kuunda nguvu ya kuendesha gari (au kutia) kwa namna ya mmenyuko (recoil) ya mkondo wa "dutu ya kufanya kazi" inapita kutoka kwa injini, kwa kawaida gesi za moto. Katika injini zote kuna michakato miwili ya uongofu wa nishati. Kwanza, nishati ya kemikali ya mafuta inabadilishwa kuwa nishati ya joto ya bidhaa za mwako, na kisha nishati ya joto hutumiwa kufanya kazi ya mitambo. Injini kama hizo ni pamoja na injini za bastola za magari, injini za dizeli, turbine za mvuke na gesi za mitambo ya nguvu, nk. Baada ya gesi za moto zenye nishati kubwa ya joto zimezalishwa katika injini ya joto, nishati hii lazima igeuzwe kuwa nishati ya mitambo. Baada ya yote, injini hutumikia kufanya kazi ya mitambo, "kusonga" kitu, kuiweka katika vitendo, haijalishi ni dynamo, ikiwa imeulizwa kuongezewa na michoro ya mmea wa nguvu, injini ya dizeli, gari au gari. ndege. Ili nishati ya joto ya gesi ibadilike kuwa nishati ya mitambo, kiasi chao lazima kiongezeke. Kwa upanuzi huo, gesi hufanya kazi, ambayo hutumia nishati yao ya ndani na ya joto.
Pua ya ndege inaweza kuwa na maumbo tofauti, na, zaidi ya hayo, miundo tofauti kulingana na aina ya injini. Jambo kuu ni kasi ambayo gesi hutoka nje ya injini. Ikiwa kasi hii ya nje haizidi kasi ambayo mawimbi ya sauti huenea katika gesi zinazotoka, basi pua ni sehemu rahisi ya silinda au tapered ya bomba. Ikiwa kasi ya outflow inapaswa kuzidi kasi ya sauti, basi pua ina umbo la bomba la kupanua au kwanza kupunguzwa na kisha kupanua (Lavl nozzle). Ni kwa bomba la umbo hili pekee, kama nadharia na uzoefu unavyoonyesha, gesi inaweza kuharakishwa hadi kasi ya juu zaidi na kuvuka "kizuizi cha sauti."
"Uainishaji wa injini za ndege na sifa za matumizi yao"
Walakini, shina hili kubwa, kanuni ya mmenyuko wa moja kwa moja, ilizaa taji kubwa ya "mti wa familia" wa familia ya injini ya ndege. Ili kufahamiana na matawi makuu ya taji yake, ukiweka taji "shina" la majibu ya moja kwa moja. Hivi karibuni, kama unavyoona kutoka kwenye picha (tazama hapa chini), shina hili limegawanywa katika sehemu mbili, kana kwamba imegawanyika na mgomo wa umeme. Shina zote mbili mpya zimepambwa kwa taji zenye nguvu. Mgawanyiko huu ulitokea kwa sababu injini zote za ndege za "kemikali" zimegawanywa katika madarasa mawili kulingana na ikiwa wanatumia hewa iliyoko kwa uendeshaji wao au la.
Katika injini isiyo ya compressor ya aina nyingine, mtiririko wa moja kwa moja, hakuna hata gridi hii ya valve na shinikizo katika chumba cha mwako huongezeka kutokana na shinikizo la kasi, i.e. kuvunja mtiririko wa hewa unaokuja unaoingia kwenye injini katika kukimbia. Ni wazi kwamba injini kama hiyo ina uwezo wa kufanya kazi tu wakati ndege tayari inaruka kwa kasi ya juu ya kutosha haitakua na msukumo wakati imeegeshwa. Lakini kwa kasi ya juu sana, mara 4-5 ya kasi ya sauti, injini ya ramjet hukua msukumo wa juu sana na hutumia mafuta kidogo kuliko injini yoyote ya ndege ya "kemikali" chini ya hali hizi. Ndio maana injini za ramjet.
na kadhalika.................
Uendeshaji wa ndege katika asili na teknolojia
MUHTASARI KUHUSU FIZIA
Uendeshaji wa ndege- harakati ambayo hutokea wakati sehemu yoyote yake imetenganishwa na mwili kwa kasi fulani.
Nguvu tendaji hutokea bila mwingiliano wowote na miili ya nje.
Utumiaji wa mwendo wa ndege katika asili
Wengi wetu katika maisha yetu tumekutana na jellyfish wakati wa kuogelea baharini. Kwa hali yoyote, kuna kutosha kwao katika Bahari Nyeusi. Lakini watu wachache walifikiri kwamba jellyfish pia hutumia msukumo wa ndege ili kusonga. Kwa kuongezea, hivi ndivyo mabuu ya kereng'ende na aina fulani za plankton za baharini zinavyosonga. Na mara nyingi ufanisi wa wanyama wasio na uti wa mgongo wa baharini wakati wa kutumia msukumo wa ndege ni wa juu zaidi kuliko ule wa uvumbuzi wa kiteknolojia.
Jet propulsion hutumiwa na mollusks nyingi - pweza, squids, cuttlefish. Kwa mfano, moluska ya bahari ya scallop husonga mbele kwa sababu ya nguvu tendaji ya mkondo wa maji unaotupwa nje ya ganda wakati wa mgandamizo mkali wa vali zake.
Pweza
Cuttlefish
Cuttlefish, kama sefalopodi nyingi, husogea ndani ya maji kwa njia ifuatayo. Anachukua maji kwenye tundu la gill kupitia mwanya wa upande na faneli maalum mbele ya mwili, na kisha kurusha kwa nguvu mkondo wa maji kupitia funnel. Cuttlefish huelekeza bomba la funnel kwa upande au nyuma na, haraka kufinya maji kutoka humo, inaweza kusonga kwa njia tofauti.
Salpa ni mnyama wa baharini na mwili wa uwazi wakati wa kusonga, hupokea maji kupitia ufunguzi wa mbele, na maji huingia kwenye cavity pana, ndani ambayo gills hupigwa kwa diagonally. Mara tu mnyama anaponywa maji mengi, shimo hufunga. Kisha misuli ya longitudinal na transverse ya mkataba wa salp, mikataba ya mwili mzima, na maji hutolewa nje kupitia ufunguzi wa nyuma. Mwitikio wa ndege inayotoroka husukuma salpa mbele.
Injini ya ndege ya ngisi ndiyo inayovutia zaidi. Squid ndiye mkaaji mkubwa zaidi wa wanyama wasio na uti wa mgongo kwenye vilindi vya bahari. Squids wamepata ukamilifu wa juu zaidi katika urambazaji wa ndege. Hata mwili wao, pamoja na fomu zake za nje, huiga roketi (au bora kusema, roketi huiga ngisi, kwa kuwa ina kipaumbele kisichoweza kupingwa katika suala hili). Anaposonga polepole, ngisi hutumia pezi kubwa lenye umbo la almasi ambalo hujipinda mara kwa mara. Inatumia injini ya ndege kutupa haraka. Tishu za misuli - vazi huzunguka mwili wa mollusk pande zote; Mnyama hunyonya maji ndani ya patiti ya vazi, na kisha hutupa kwa kasi mkondo wa maji kupitia pua nyembamba na kurudi nyuma na kusukuma kwa kasi kubwa. Wakati huo huo, tentacles zote kumi za ngisi hukusanywa kwenye fundo juu ya kichwa chake, na inachukua sura iliyopangwa. Pua ina vifaa vya valve maalum, na misuli inaweza kuizunguka, kubadilisha mwelekeo wa harakati. Injini ya squid ni ya kiuchumi sana, ina uwezo wa kufikia kasi ya hadi 60 - 70 km / h. (Watafiti fulani wanaamini kwamba hata kufikia kilomita 150 kwa saa!) Si ajabu kwamba ngisi huyo anaitwa “torpedo hai.” Kwa kupiga tentacles zilizounganishwa kwa kulia, kushoto, juu au chini, squid hugeuka katika mwelekeo mmoja au mwingine. Kwa kuwa usukani kama huo ni mkubwa sana ikilinganishwa na mnyama mwenyewe, harakati zake kidogo ni za kutosha kwa squid, hata kwa kasi kamili, kukwepa kwa urahisi mgongano na kizuizi. Kugeuka kwa kasi kwa usukani - na mtu anayeogelea anakimbia kwa mwelekeo tofauti. Kwa hivyo akakunja mwisho wa faneli nyuma na sasa anatelezesha kichwa kwanza. Aliinama kulia - na msukumo wa ndege ukamtupa kushoto. Lakini unapohitaji kuogelea haraka, funeli daima hutoka katikati ya hema, na ngisi hukimbia mkia kwanza, kama vile kambare angekimbia - mtembea kwa kasi aliyejaliwa wepesi wa kukimbia mbio.
Ikiwa hakuna haja ya kukimbilia, squids na cuttlefish huogelea na mapezi yasiyopunguka - mawimbi madogo yanapita juu yao kutoka mbele kwenda nyuma, na mnyama huteleza kwa uzuri, mara kwa mara akijisukuma mwenyewe na mkondo wa maji kutoka chini ya vazi. Kisha mshtuko wa mtu binafsi ambao moluska hupokea wakati wa mlipuko wa jets za maji huonekana wazi. Baadhi ya sefalopodi zinaweza kufikia kasi ya hadi kilomita hamsini na tano kwa saa. Inaonekana kwamba hakuna mtu aliyefanya vipimo vya moja kwa moja, lakini hii inaweza kuhukumiwa kwa kasi na kukimbia kwa squids kuruka. Na ikawa kwamba pweza wana talanta kama hizo katika familia zao! Mjaribio bora kati ya moluska ni ngisi Stenoteuthis. Mabaharia wa Kiingereza huiita ngisi anayeruka (“flying squid”). Huyu ni mnyama mdogo mwenye ukubwa wa herring. Huwakimbiza samaki kwa kasi hivi kwamba mara nyingi huruka nje ya maji, na kuruka juu ya uso wake kama mshale. Anaamua hila hii kuokoa maisha yake kutoka kwa wanyama wanaowinda wanyama wengine - tuna na mackerel. Baada ya kukuza msukumo wa juu zaidi wa ndege majini, ngisi wa majaribio hupaa angani na kuruka juu ya mawimbi kwa zaidi ya mita hamsini. Asili ya kuruka kwa roketi hai iko juu sana juu ya maji hivi kwamba ngisi wanaoruka mara nyingi huishia kwenye sitaha za meli zinazopita baharini. Mita nne hadi tano sio urefu wa rekodi ambayo ngisi huinuka angani. Wakati mwingine wanaruka juu zaidi.
Mtafiti wa mollusk wa Kiingereza Dk. Rees alielezea katika makala ya kisayansi squid (urefu wa sentimita 16 tu), ambayo, baada ya kuruka umbali mzuri kwa njia ya hewa, ilianguka kwenye daraja la yacht, ambayo ilipanda karibu mita saba juu ya maji.
Inatokea kwamba squids nyingi za kuruka huanguka kwenye meli kwenye mteremko unaong'aa. Mwandishi wa kale Trebius Niger alisimulia hadithi yenye kuhuzunisha kuhusu meli ambayo inadaiwa ilizama chini ya uzito wa ngisi wanaoruka ambao walianguka kwenye sitaha yake. Squids inaweza kuondoka bila kuongeza kasi.
Pweza pia wanaweza kuruka. Mtaalamu wa asili wa Ufaransa Jean Verani aliona jinsi pweza wa kawaida alivyoongeza kasi kwenye aquarium na ghafla akaruka kutoka kwa maji nyuma. Baada ya kuelezea arc kuhusu urefu wa mita tano hewani, alirudi ndani ya aquarium. Wakati wa kuinua kasi ya kuruka, pweza alisonga sio tu kwa sababu ya msukumo wa ndege, lakini pia alipiga makasia na hema zake.
Pweza za Baggy huogelea, bila shaka, mbaya zaidi kuliko squids, lakini kwa wakati muhimu wanaweza kuonyesha darasa la rekodi kwa sprinters bora zaidi. Wafanyakazi wa California Aquarium walijaribu kumpiga picha pweza akimshambulia kaa. Pweza alikimbilia mawindo yake kwa kasi hivi kwamba filamu, hata wakati wa kupiga sinema kwa kasi ya juu, kila wakati ilikuwa na grisi. Hii ina maana kwamba kutupa ilidumu hundredths ya pili! Kwa kawaida, pweza huogelea polepole kiasi. Joseph Seinl, ambaye alisoma uhamaji wa pweza, alihesabu: pweza wa nusu mita kwa ukubwa huogelea baharini kwa kasi ya wastani ya kilomita kumi na tano kwa saa. Kila ndege ya maji inayotupwa nje ya funnel inasukuma mbele (au tuseme, nyuma, kwani pweza huogelea nyuma) mita mbili hadi mbili na nusu.
Mwendo wa ndege pia unaweza kupatikana katika ulimwengu wa mimea. Kwa mfano, matunda yaliyoiva ya "tango ya wazimu", kwa kugusa kidogo, hutoka kwenye bua, na kioevu chenye nata kilicho na mbegu hutupwa kwa nguvu nje ya shimo linalosababisha. Tango yenyewe huruka kwa mwelekeo tofauti hadi 12 m.
Kujua sheria ya uhifadhi wa kasi, unaweza kubadilisha kasi yako mwenyewe ya harakati katika nafasi ya wazi. Ikiwa uko kwenye mashua na una mawe kadhaa mazito, basi kurusha mawe kwa mwelekeo fulani itakusogeza kwa mwelekeo tofauti. Vile vile vitatokea katika anga ya nje, lakini huko wanatumia injini za ndege kwa hili.
Kila mtu anajua kwamba risasi kutoka kwa bunduki inaambatana na kurudi nyuma. Ikiwa uzito wa risasi ungekuwa sawa na uzito wa bunduki, wangeweza kuruka tofauti kwa kasi sawa. Kurudi nyuma hutokea kwa sababu wingi wa gesi uliotolewa hutengeneza nguvu tendaji, shukrani ambayo harakati inaweza kuhakikisha katika hewa na katika nafasi isiyo na hewa. Na kadiri wingi na kasi ya gesi zinazotiririka inavyozidi kuongezeka, ndivyo bega letu linavyohisi nguvu ya kurudisha nyuma, nguvu ya athari ya bunduki, nguvu tendaji zaidi.
Utumiaji wa propulsion ya ndege katika teknolojia
Kwa karne nyingi, ubinadamu umeota juu ya kukimbia angani. Waandishi wa hadithi za kisayansi wamependekeza njia mbalimbali za kufikia lengo hili. Katika karne ya 17, hadithi ya mwandishi wa Kifaransa Cyrano de Bergerac kuhusu kukimbia kwa mwezi ilionekana. Shujaa wa hadithi hii alifikia Mwezi kwenye gari la chuma, ambalo mara kwa mara alitupa sumaku yenye nguvu. Ikivutiwa naye, mkokoteni ulipanda juu na juu zaidi juu ya Dunia hadi ukafika Mwezini. Na Baron Munchausen alisema kwamba alipanda kwa mwezi pamoja na bua ya maharagwe.
Mwishoni mwa milenia ya kwanza BK, Uchina ilivumbua urushaji wa ndege, ambao uliendesha makombora - mirija ya mianzi iliyojaa baruti, pia ilitumiwa kama burudani. Moja ya miradi ya kwanza ya gari pia ilikuwa na injini ya ndege na mradi huu ulikuwa wa Newton
Mwandishi wa mradi wa kwanza wa ulimwengu wa ndege ya ndege iliyokusudiwa kukimbia kwa wanadamu alikuwa mwanamapinduzi wa Urusi N.I. Kibalchich. Aliuawa mnamo Aprili 3, 1881 kwa ushiriki wake katika jaribio la mauaji ya Mtawala Alexander II. Aliendeleza mradi wake gerezani baada ya kuhukumiwa kifo. Kibalchich aliandika hivi: “Nikiwa gerezani, siku chache kabla ya kifo changu, ninaandika mradi huu. Ninaamini katika uwezekano wa wazo langu, na imani hii inaniunga mkono katika hali yangu mbaya... nitakabili kifo kwa utulivu, nikijua kwamba wazo langu halitakufa pamoja nami.”
Wazo la kutumia roketi kwa ndege za anga lilipendekezwa mwanzoni mwa karne hii na mwanasayansi wa Urusi Konstantin Eduardovich Tsiolkovsky. Mnamo 1903, nakala ya mwalimu wa mazoezi ya Kaluga K.E. Tsiolkovsky "Uchunguzi wa nafasi za ulimwengu kwa kutumia vyombo tendaji." Kazi hii ilikuwa na mlinganyo muhimu zaidi wa hisabati kwa wanaanga, ambao sasa unajulikana kama "Fomula ya Tsiolkovsky," ambayo ilielezea mwendo wa mwili wa molekuli tofauti. Baadaye, alitengeneza muundo wa injini ya roketi ya mafuta ya kioevu, akapendekeza muundo wa roketi wa hatua nyingi, na akaelezea wazo la uwezekano wa kuunda miji yote ya anga katika obiti ya chini ya Dunia. Alionyesha kuwa kifaa pekee chenye uwezo wa kushinda mvuto ni roketi, i.e. kifaa chenye injini ya ndege inayotumia mafuta na kioksidishaji kilicho kwenye kifaa chenyewe.
Mwendo wa ndege katika asili na teknolojia ni jambo la kawaida sana. Kwa asili, hutokea wakati sehemu moja ya mwili inapojitenga kwa kasi fulani kutoka kwa sehemu nyingine. Katika kesi hii, nguvu tendaji inaonekana bila mwingiliano wa kiumbe hiki na miili ya nje.
Ili kuelewa kile tunachozungumzia, ni bora kuangalia mifano. katika asili na teknolojia ni nyingi. Kwanza tutazungumzia jinsi wanyama wanavyotumia, na kisha jinsi inavyotumiwa katika teknolojia.
Jellyfish, dragonfly mabuu, plankton na moluska
Watu wengi, walipokuwa wakiogelea baharini, walikutana na samaki aina ya jellyfish. Katika Bahari Nyeusi, kwa hali yoyote, kuna mengi yao. Walakini, sio kila mtu aligundua kuwa jellyfish husogea kwa kutumia msukumo wa ndege. Njia hiyo hiyo hutumiwa na mabuu ya dragonfly, pamoja na baadhi ya wawakilishi wa plankton ya baharini. Ufanisi wa wanyama wa baharini wasio na uti wa mgongo wanaoitumia mara nyingi ni wa juu zaidi kuliko ule wa uvumbuzi wa kiufundi.
Moluska nyingi hutembea kwa njia ambayo inatuvutia. Mifano ni pamoja na cuttlefish, ngisi, na pweza. Hasa, scallop clam inaweza kusonga mbele kwa kutumia jeti ya maji ambayo hutolewa kutoka kwa ganda wakati vali zake zimebanwa kwa kasi.
Na hii ni mifano michache kutoka kwa maisha ya ulimwengu wa wanyama ambayo inaweza kutajwa kupanua juu ya mada: "Jet propulsion katika maisha ya kila siku, asili na teknolojia."
Je! samaki aina ya cuttlefish husonga vipi?
Cuttlefish pia inavutia sana katika suala hili. Kama sefalopodi nyingi, husogea ndani ya maji kwa kutumia utaratibu ufuatao. Kupitia funeli maalum iliyo mbele ya mwili, na pia kupitia mpasuko wa upande, cuttlefish huchukua maji kwenye patiti la gill yake. Kisha anaitupa kwa nguvu kupitia funnel. Cuttlefish huelekeza bomba la faneli nyuma au kando. Harakati inaweza kufanywa kwa mwelekeo tofauti.
Njia ambayo salpa hutumia
Njia ambayo salpa hutumia pia ni ya kutaka kujua. Hili ni jina la mnyama wa baharini ambaye ana mwili wa uwazi. Wakati wa kusonga, salpa huchota maji kwa kutumia ufunguzi wa mbele. Maji huisha kwenye shimo pana, na gill ziko ndani yake diagonally. Shimo hufunga wakati salpa inachukua maji mengi. Misuli yake ya transverse na longitudinal inapunguza, ikikandamiza mwili mzima wa mnyama. Maji yanasukuma nje kupitia shimo la nyuma. Mnyama husonga mbele kutokana na mwitikio wa ndege inayotiririka.
Squids - "torpedoes hai"
Nia kubwa zaidi ni, labda, injini ya ndege ambayo squid ina. Mnyama huyu anachukuliwa kuwa mwakilishi mkubwa wa invertebrates, wanaoishi kwenye kina kirefu cha bahari. Katika urambazaji wa ndege, ngisi wamepata ukamilifu halisi. Hata mwili wa wanyama hawa unafanana na roketi katika umbo lake la nje. Au tuseme, roketi hii inakili ngisi, kwa kuwa ni ngisi ambaye ana ukuu usio na shaka katika suala hili. Ikiwa inahitaji kusonga polepole, mnyama hutumia fin kubwa ya umbo la almasi kwa hili, ambayo hupiga mara kwa mara. Ikiwa kutupa haraka kunahitajika, injini ya ndege inakuja kuwaokoa.
Mwili wa mollusk umezungukwa pande zote na vazi - tishu za misuli. Karibu nusu ya jumla ya kiasi cha mwili wa mnyama ni kiasi cha cavity yake. Squid hutumia tundu la vazi kusonga kwa kunyonya maji ndani yake. Kisha yeye hutupa nje mkondo wa maji uliokusanywa kupitia pua nyembamba. Kama matokeo ya hii, inasukuma nyuma kwa kasi ya juu. Wakati huo huo, ngisi hukunja hema zote 10 kwenye fundo juu ya kichwa chake ili kupata sura iliyosawazishwa. Pua ina valve maalum, na misuli ya mnyama inaweza kugeuka. Kwa hivyo, mwelekeo wa harakati hubadilika.
Kasi ya kuvutia ya ngisi
Ni lazima kusema kwamba injini ya squid ni ya kiuchumi sana. Kasi ambayo ina uwezo wa kufikia inaweza kufikia 60-70 km / h. Watafiti wengine hata wanaamini kuwa inaweza kufikia hadi 150 km / h. Kama unaweza kuona, ngisi haiitwa "torpedo hai" bure. Inaweza kugeuka katika mwelekeo unaotaka, ikipiga hema zake zilizokunjwa kwenye kifungu chini, juu, kushoto au kulia.
Jinsi gani ngisi kudhibiti harakati?
Kwa kuwa usukani ni mkubwa sana ikilinganishwa na ukubwa wa mnyama yenyewe, harakati kidogo tu ya usukani inatosha kwa squid ili kuepuka kwa urahisi mgongano na kikwazo, hata kusonga kwa kasi ya juu. Ikiwa utaigeuza kwa kasi, mnyama atakimbilia mara moja kwa mwelekeo tofauti. Squid hupiga mwisho wa faneli nyuma na, kwa sababu hiyo, inaweza kuteleza kichwa kwanza. Akiinamisha upande wa kulia, atatupwa upande wa kushoto na msukumo wa ndege. Hata hivyo, wakati ni muhimu kuogelea haraka, funnel daima iko moja kwa moja kati ya tentacles. Katika kesi hiyo, mnyama hukimbia mkia kwanza, kama kukimbia kwa kamba ya mwendo wa kasi ikiwa alikuwa na wepesi wa mbio.
Wakati hakuna haja ya kukimbilia, cuttlefish na ngisi kuogelea, undulating na mapezi yao. Mawimbi madogo yanapita kati yao kutoka mbele kwenda nyuma. Squid na cuttlefish huteleza kwa uzuri. Wanajisukuma tu mara kwa mara na mkondo wa maji unaotoka chini ya vazi lao. Mshtuko wa mtu binafsi ambao moluska hupokea wakati wa mlipuko wa jeti za maji huonekana wazi wakati kama huo.
Squid anayeruka
Sefalopodi zingine zina uwezo wa kuongeza kasi hadi kilomita 55 / h. Inaonekana kwamba hakuna mtu aliyefanya vipimo vya moja kwa moja, lakini tunaweza kutoa takwimu hiyo kulingana na aina mbalimbali na kasi ya squids kuruka. Inageuka kuwa kuna watu kama hao. Squid Stenoteuthis ndiye rubani bora zaidi wa moluska wote. Mabaharia wa Kiingereza huita ngisi anayeruka (flying squid). Mnyama huyu, picha ambayo imewasilishwa hapo juu, ni ndogo kwa saizi, karibu saizi ya sill. Huwakimbiza samaki haraka sana hivi kwamba mara nyingi huruka kutoka majini, huku kikirukaruka kama mshale juu ya uso wake. Pia hutumia hila hii wakati yuko hatarini kutoka kwa wanyama wanaowinda wanyama wengine - mackerel na tuna. Akiwa amekuza kiwango cha juu zaidi cha msukumo wa ndege majini, ngisi huruka hewani na kisha kuruka zaidi ya mita 50 juu ya mawimbi. Anaporuka, huwa juu sana hivi kwamba ngisi wanaoruka mara kwa mara huishia kwenye sitaha za meli. Urefu wa mita 4-5 sio rekodi kwao. Wakati mwingine ngisi wa kuruka huruka zaidi.
Dk. Rees, mtafiti wa moluska kutoka Uingereza, katika makala yake ya kisayansi alielezea mwakilishi wa wanyama hawa, ambaye urefu wa mwili wake ulikuwa 16 cm tu, hata hivyo, aliweza kuruka umbali wa kutosha kwa njia ya hewa, baada ya hapo akatua daraja la yacht. Na urefu wa daraja hili ulikuwa karibu mita 7!
Kuna nyakati ambapo meli inashambuliwa na ngisi wengi wanaoruka mara moja. Trebius Niger, mwandishi wa kale, aliwahi kusimulia hadithi ya kuhuzunisha kuhusu meli ambayo ilionekana kushindwa kustahimili uzito wa wanyama hao wa baharini na kuzama. Inafurahisha, ngisi wanaweza kuondoka hata bila kuongeza kasi.
Pweza wanaoruka
Pweza pia wana uwezo wa kuruka. Jean Verani, mtaalamu wa asili wa Kifaransa, alimtazama mmoja wao akienda kwa kasi kwenye aquarium yake na kisha ghafla akaruka nje ya maji. Mnyama huyo alielezea safu ya takriban mita 5 angani na kisha akaanguka ndani ya aquarium. Pweza, ikipata kasi inayohitajika kwa kuruka, haikusogea tu shukrani kwa msukumo wa ndege. Pia ilipiga kasia na hema zake. Octopus ni baggy, hivyo wanaogelea mbaya zaidi kuliko squids, lakini kwa wakati muhimu wanyama hawa wanaweza kutoa kichwa kwa sprinters bora zaidi. Wafanyakazi wa California Aquarium walitaka kupiga picha ya pweza akimshambulia kaa. Walakini, pweza, akikimbilia mawindo yake, aliendeleza kasi ambayo picha, hata wakati wa kutumia hali maalum, ziligeuka kuwa blurry. Hii ina maana kwamba kutupa ilidumu sehemu tu ya sekunde!
Walakini, pweza kawaida huogelea polepole sana. Mwanasayansi Joseph Seinl, ambaye alichunguza uhamaji wa pweza, aligundua kwamba pweza, ambaye ukubwa wake ni 0.5 m, huogelea kwa kasi ya wastani ya takriban kilomita 15 kwa saa. Kila ndege ya maji ambayo hutupa nje ya funnel inampeleka mbele (kwa usahihi zaidi, nyuma, kwa vile anaogelea nyuma) kwa karibu 2-2.5 m.
"Kunyunyiza tango"
Harakati tendaji katika maumbile na teknolojia inaweza kuzingatiwa kwa kutumia mifano kutoka kwa ulimwengu wa mimea ili kuielezea. Mojawapo maarufu zaidi ni matunda yaliyoiva ya kile kinachojulikana kama "Wanaruka kwenye bua" kwa kugusa kidogo. Kisha, kutoka kwenye shimo linalosababishwa, kioevu maalum cha nata kilicho na mbegu hutolewa kwa nguvu kubwa. Tango yenyewe huruka kwa mwelekeo tofauti kwa umbali wa hadi 12 m.
Sheria ya uhifadhi wa kasi
Unapaswa kuzungumza juu yake wakati wa kuzingatia mwendo wa ndege katika asili na teknolojia. Ujuzi wa sheria ya uhifadhi wa kasi huturuhusu kubadilisha, haswa, kasi yetu ya harakati ikiwa tuko kwenye nafasi wazi. Kwa mfano, umeketi kwenye mashua na una mawe kadhaa pamoja nawe. Ikiwa utawatupa kwa mwelekeo fulani, mashua itaenda kinyume. Sheria hii inatumika pia katika anga za juu. Hata hivyo, kwa kusudi hili wanatumia
Je, ni mifano gani mingine ya mwendo wa ndege inayoweza kuzingatiwa katika asili na teknolojia? Imeonyeshwa vizuri sana na mfano wa bunduki.
Kama unavyojua, risasi kutoka kwake daima hufuatana na kurudi nyuma. Wacha tuseme uzito wa risasi ulikuwa sawa na uzito wa bunduki. Katika kesi hiyo, wangeweza kuruka mbali kwa kasi sawa. Recoil hutokea kwa sababu nguvu tendaji imeundwa, kwa kuwa kuna molekuli iliyotupwa. Shukrani kwa nguvu hii, harakati inahakikishwa katika nafasi isiyo na hewa na hewa. Kadiri kasi na wingi wa gesi zinazotiririka, ndivyo nguvu ya kurudisha nyuma ambayo bega letu huhisi. Ipasavyo, kadiri athari ya bunduki inavyokuwa na nguvu, ndivyo nguvu ya mwitikio inavyoongezeka.
Ndoto za kuruka angani
Uendeshaji wa ndege katika maumbile na teknolojia umekuwa chanzo cha mawazo mapya kwa wanasayansi kwa miaka mingi. Kwa karne nyingi, ubinadamu umeota kuruka angani. Matumizi ya propulsion ya ndege katika asili na teknolojia, ni lazima ifikiriwe, haijaisha yenyewe.
Na yote ilianza na ndoto. Waandishi wa hadithi za kisayansi karne kadhaa zilizopita walitupa njia mbalimbali za jinsi ya kufikia lengo hili linalotarajiwa. Katika karne ya 17, Cyrano de Bergerac, mwandishi wa Kifaransa, aliunda hadithi kuhusu kukimbia kwa mwezi. Shujaa wake alifikia satelaiti ya Dunia kwa kutumia mkokoteni wa chuma. Mara kwa mara alitupa sumaku yenye nguvu juu ya muundo huu. Mkokoteni, ukivutiwa naye, uliinuka juu na juu juu ya Dunia. Hatimaye alifika mwezini. Mhusika mwingine maarufu, Baron Munchausen, alipanda mwezi kwa kutumia bua ya maharagwe.
Bila shaka, wakati huo haikujulikana kidogo jinsi utumiaji wa mwendo wa ndege katika maumbile na teknolojia ungeweza kurahisisha maisha. Lakini ndege ya dhana hakika ilifungua upeo mpya.
Njiani kuelekea ugunduzi bora
Huko Uchina mwishoni mwa milenia ya 1 BK. e. zuliwa msukumo wa ndege kwa roketi za nguvu. Hizi za mwisho zilikuwa tu mirija ya mianzi iliyojazwa baruti. Roketi hizi zilirushwa kwa burudani. Injini ya ndege ilitumika katika moja ya miundo ya kwanza ya gari. Wazo hili lilikuwa la Newton.
N.I. pia alifikiria jinsi mwendo wa ndege unavyotokea katika maumbile na teknolojia. Kibalchich. Huyu ni mwanamapinduzi wa Urusi, mwandishi wa mradi wa kwanza wa ndege ya ndege, ambayo imekusudiwa kukimbia kwa wanadamu. Mwanamapinduzi, kwa bahati mbaya, aliuawa mnamo Aprili 3, 1881. Kibalchich alishutumiwa kwa kushiriki katika jaribio la mauaji ya Alexander II. Akiwa gerezani, wakati akingojea kutekelezwa kwa hukumu ya kifo, aliendelea kusoma jambo la kupendeza kama mwendo wa ndege katika maumbile na teknolojia, ambayo hufanyika wakati sehemu ya kitu imetenganishwa. Kama matokeo ya tafiti hizi, aliendeleza mradi wake. Kibalchich aliandika kwamba wazo hili linamuunga mkono katika nafasi yake. Yuko tayari kukabiliana na kifo chake kwa utulivu, akijua kwamba ugunduzi muhimu kama huo hautakufa pamoja naye.
Utekelezaji wa wazo la ndege ya anga
Udhihirisho wa msukumo wa ndege katika maumbile na teknolojia uliendelea kusomwa na K. E. Tsiolkovsky (picha yake imewasilishwa hapo juu). Mwanzoni mwa karne ya 20, mwanasayansi huyu mkuu wa Urusi alipendekeza wazo la kutumia roketi kwa safari za anga. Nakala yake juu ya suala hili ilionekana mnamo 1903. Iliwasilisha mlinganyo wa hisabati ambao ukawa muhimu zaidi kwa wanaanga. Inajulikana katika wakati wetu kama "Fomula ya Tsiolkovsky". Mlingano huu ulielezea mwendo wa mwili kuwa na wingi wa kutofautiana. Katika kazi zake zaidi, aliwasilisha mchoro wa injini ya roketi inayoendesha mafuta ya kioevu. Tsiolkovsky, akisoma utumiaji wa mwendo wa ndege katika maumbile na teknolojia, alitengeneza muundo wa roketi wa hatua nyingi. Pia alikuja na wazo la uwezekano wa kuunda miji yote ya anga katika obiti ya chini ya Dunia. Haya ni uvumbuzi ambao mwanasayansi alifikia wakati akisoma uelekezi wa ndege katika maumbile na teknolojia. Roketi, kama Tsiolkovsky alionyesha, ni vifaa pekee vinavyoweza kushinda roketi Alifafanua kama utaratibu na injini ya ndege ambayo hutumia mafuta na kioksidishaji kilicho juu yake. Kifaa hiki hubadilisha nishati ya kemikali ya mafuta, ambayo inakuwa nishati ya kinetic ya ndege ya gesi. Roketi yenyewe huanza kusonga kwa mwelekeo tofauti.
Hatimaye, wanasayansi, baada ya kusoma harakati tendaji ya miili katika asili na teknolojia, waliendelea na mazoezi. Kazi kubwa ilikuwa mbele ya kutimiza ndoto ya muda mrefu ya ubinadamu. Na kikundi cha wanasayansi wa Soviet, wakiongozwa na Academician S.P. Korolev, walikabiliana nayo. Aligundua wazo la Tsiolkovsky. Satelaiti ya kwanza ya bandia ya sayari yetu ilizinduliwa katika USSR mnamo Oktoba 4, 1957. Kwa kawaida, roketi ilitumiwa.
Yu. A. Gagarin (pichani juu) alikuwa mtu ambaye alikuwa na heshima ya kuwa wa kwanza kuruka katika anga ya juu. Tukio hili muhimu kwa ulimwengu lilifanyika Aprili 12, 1961. Gagarin aliruka kuzunguka ulimwengu wote kwenye satelaiti ya Vostok. USSR ilikuwa serikali ya kwanza ambayo makombora yake yalifikia Mwezi, akaruka kuzunguka na kupiga picha ya upande usioonekana kutoka Duniani. Kwa kuongeza, ni Warusi ambao walitembelea Venus kwa mara ya kwanza. Walileta vyombo vya kisayansi kwenye uso wa sayari hii. Mwanaanga wa Marekani Neil Armstrong ndiye mtu wa kwanza kutembea juu ya uso wa Mwezi. Alitua juu yake mnamo Julai 20, 1969. Mnamo 1986, Vega 1 na Vega 2 (meli za USSR) ziligundua kwa karibu Comet ya Halley, ambayo hukaribia Jua mara moja tu kila baada ya miaka 76. Uchunguzi wa anga unaendelea...
Kama unaweza kuona, fizikia ni sayansi muhimu sana na muhimu. Uendeshaji wa ndege katika maumbile na teknolojia ni moja tu ya maswala ya kupendeza ambayo yanajadiliwa ndani yake. Na mafanikio ya sayansi hii ni muhimu sana.
Jinsi mwendo wa ndege unavyotumika katika maumbile na teknolojia siku hizi
Katika fizikia, uvumbuzi muhimu umefanywa katika karne chache zilizopita. Ingawa asili bado haijabadilika, teknolojia inakua kwa kasi ya haraka. Siku hizi, kanuni ya uendeshaji wa ndege hutumiwa sana sio tu na wanyama na mimea mbalimbali, lakini pia katika astronautics na anga. Katika anga ya nje hakuna chombo ambacho mwili ungeweza kutumia kuingiliana ili kubadilisha ukubwa na mwelekeo wa kasi yake. Ndiyo maana roketi pekee zinaweza kutumika kuruka katika nafasi isiyo na hewa.
Leo, propulsion ya ndege hutumiwa kikamilifu katika maisha ya kila siku, asili na teknolojia. Sio siri tena kama ilivyokuwa zamani. Walakini, ubinadamu haupaswi kuishia hapo. Upeo mpya uko mbele. Ningependa kuamini kwamba harakati ya ndege katika asili na teknolojia, iliyoelezwa kwa ufupi katika makala hiyo, itahamasisha mtu kufanya uvumbuzi mpya.