Reaktiivjõu ja reaktiivtõukejõu mõiste

Reaktiivjõud (vaatenurgast, näited loodusest)- liikumine, mis tekib siis, kui selle osa teatud kiirusega kehast eraldub.

Reaktiivjõu põhimõte põhineb isoleeritud kehade mehaanilise süsteemi impulsi jäävuse seadusel:

See tähendab, et osakeste süsteemi koguimpulss on konstantne väärtus. Väliste mõjude puudumisel on süsteemi impulss null ja seda on võimalik seestpoolt muuta rea ​​tõukejõu toimel.

Jeti tõukejõud (vaatenurgast, näited loodusest)- eraldatud osakeste reaktsioonijõud, mida rakendatakse väljavoolu keskpunktis (raketi puhul - mootori düüsi lõike keskpunkt) ja mis on suunatud eraldatud osakeste kiirusvektorile vastupidiselt.

Töövedeliku mass (raketid)

Tööorgani üldine kiirendus

Eraldatud osakeste (gaaside) aegumiskiirus

Kütusekulu iga teine

Näited reaktiivjõust elutus looduses

Jet-liikumist võib leida ka taimemaailmast. Lõunapoolsetes riikides (ja ka siin Musta mere rannikul) kasvab taim nimega "hull kurk".

Perekonna Ecbalium ladinakeelne nimetus tuleb kreeka sõnast tähendusega - viskan välja, vastavalt seemneid välja viskava vilja struktuurile.

Hullu kurgi viljad on sinakasrohelised või rohelised, mahlased, piklikud või pikliku munajad, 4–6 cm pikad, 1,5–2,5 laiused, harjased, mõlemast otsast tömbid, mitmeseemnelised (joon 1). Seemned on piklikud, väikesed, kokkusurutud, siledad, kitsa äärisega, umbes 4 mm pikad. Kui seemned valmivad, muutub neid ümbritsev kude limaseks massiks. Samal ajal tekib viljas suur surve, mille tulemusena vili eraldub varrest ning seemned koos limaga paiskuvad jõuga välja tekkinud augu kaudu. Kurgid ise lendavad vastupidises suunas. Tulistab hullu kurki (muidu nimetatakse seda "daami püstoliks") rohkem kui 12 m (joon. 2).

Näiteid reaktiivjõust loomariigis

Mereelukad

Paljud mereloomad kasutavad liikumiseks reaktiivjõudu, sealhulgas meduusid, kammkarbid, kaheksajalad, kalmaarid, seepia, salbid ja teatud tüüpi plankton. Kõik need kasutavad väljapaisatud veejoa reaktsiooni, erinevus seisneb keha struktuuris ja seega ka vee sissevõtmise ja väljutamise meetodis.

Merikarbi mollusk (joonis 3) liigub selle ventiilide järsu kokkusurumise käigus kestast väljuva veejoa reaktiivjõu tõttu. Ta rakendab sellist liikumist ohu korral.

Seepia (joonis 4) ja kaheksajalad (joonis 5) võtavad külgmise pilu ja keha ees oleva spetsiaalse lehtri kaudu vett lõpuseõõnde ning väljutavad seejärel jõuliselt läbi lehtri veejoa. Seepia suunab lehtritoru küljele või taha ning sealt kiiresti vett välja pigistades võib liikuda eri suundades. Kaheksajalad, pannes kombitsad üle pea, annavad oma kehale voolujoonelise kuju ja saavad seega oma liikumist juhtida, muutes selle suunda.

Kaheksajalad võivad isegi lennata. Prantsuse loodusteadlane Jean Verany nägi, kuidas tavaline kaheksajalg akvaariumis kiirustas ja järsku tagurpidi veest välja hüppas. Kirjeldades õhus umbes viie meetri pikkust kaaret, hüppas ta tagasi akvaariumi. Hüppeks kiirust kogudes ei liikunud kaheksajalg mitte ainult reaktiivtõukejõu tõttu, vaid aerutas ka kombitsatega.

Salpa (joon. 6) on läbipaistva kehaga mereloom, kes liikumisel saab eesmise ava kaudu vett ning vesi satub laia õõnsusse, mille sees on lõpused diagonaalselt venitatud. Niipea, kui loom võtab suure lonksu vett, sulgub auk. Seejärel tõmbuvad salpa piki- ja põikilihased kokku, kogu keha tõmbub kokku ja tagumise ava kaudu surutakse vesi välja.

Kalmaar (joonis 7). Lihaskude - vahevöö ümbritseb molluski keha igast küljest, selle õõnsuse maht on peaaegu pool kalmaari keha mahust. Loom imeb vett mantliõõnde ja paiskab seejärel järsult läbi kitsa düüsi veejoa ja liigub suure kiirusega tagasi. Sel juhul kogutakse kõik kümme kalmaari kombitsat pea kohal asuvasse sõlme ja see omandab voolujoonelise kuju. Düüs on varustatud spetsiaalse ventiiliga ja lihased saavad seda pöörata, muutes liikumissuunda. Kalmaari mootor on väga ökonoomne ja suudab kiirust kuni 60–70 km/h. Kimbuks volditud kombitsaid paremale, vasakule, üles või alla painutades pöördub kalmaar ühes või teises suunas. Kuna selline rool on looma endaga võrreldes väga suur, siis piisab selle kergest liigutusest, et kalmaar saaks isegi täiskiirusel takistusega kokkupõrkest hõlpsasti kõrvale põigelda. Kui aga on vaja kiiresti ujuda, jääb lehter alati otse kombitsate vahele välja ja kalmaar tormab sabaga ette.

Insenerid on juba loonud kalmaari mootoriga sarnase mootori. Seda nimetatakse veejoaks. Selles imetakse vesi kambrisse. Ja siis visatakse see sealt läbi otsiku välja; laev liigub reaktiivlennuki väljapaiskumise suunale vastupidises suunas. Vee imemiseks kasutatakse tavalist bensiini- või diiselmootorit (vt lisa).

Parim piloot molluskite seas on kalmaar stenoteuthis. Meremehed kutsuvad seda - "lendav kalmaar". Ta jälitab kalu nii kiiresti, et hüppab sageli veest välja, tormades noolena üle selle pinna. Seda nippi kasutab ta ka oma elu päästmiseks kiskjate – tuunikala ja makrelli – eest. Olles välja töötanud vees maksimaalse reaktiivtõukejõu, tõuseb pilootkalmaar õhku ja lendab üle lainete rohkem kui viiekümne meetri kaugusele. Elava raketi lennu apogee asub nii kõrgel vee kohal, et lendavad kalmaarid kukuvad sageli ookeanilaevade tekkidele. Neli-viis meetrit pole rekordkõrgus, milleni kalmaarid taevasse tõusevad. Mõnikord lendavad nad veelgi kõrgemale.

Inglise koorikloomade uurija dr Rees kirjeldas ühes teadusartiklis kalmaari (pikkusega vaid 16 sentimeetrit), kes paraja vahemaa läbi õhu lennanud kukkus jahi sillale, mis kõrgus veest ligi seitse meetrit kõrgemal.

Juhtub, et sädelevas kaskaadis kukub laevale palju lendavaid kalmaare. Vanakirjanik Trebius Niger jutustas kord kurva loo laevast, mis väidetavalt lausa uppus oma tekile kukkunud lendava kalmaari raskuse all.

Putukad

Sarnaselt liiguvad ka kiili vastsed. Ja mitte kõik, vaid pika kõhuga, aktiivselt ujuvad seisva vee (perekond Rocker) ja voolava (sugukond Cordulegaster) vastsed, aga ka seisva vete lühikese kõhuga roomavad vastsed. Vastne kasutab juga liikumist peamiselt ohu hetkel, et kiiresti teise kohta liikuda. Selline liikumisviis ei taga täpset manööverdamist ega sobi saagiks jälitamiseks. Kuid rokivastsed ei aja kedagi taga – eelistavad jahti pidada varitsusest.

Kiilivastse tagasool täidab lisaks oma põhifunktsioonile ka liikumisorgani rolli. Vesi täidab tagasoole, seejärel visatakse see jõuga välja ja vastne liigub reaktiivjõu põhimõttel 6-8 cm.

reaktiivmootori loodustehnika

Rakendus

Newtoni seadused võimaldavad meil selgitada väga olulist mehaanilist nähtust - reaktiivjõud. Nii nimetatakse keha liikumist, mis toimub siis, kui osa sellest teatud kiirusel eraldub.

Võtke näiteks laste kummist õhupall, puhuge see täis ja vabastage. Näeme, et kui õhk hakkab sealt lahkuma ühes suunas, lendab õhupall ise teises suunas. See on reaktiivjõud.

Vastavalt reaktiivjõu põhimõttele liiguvad mõned loomamaailma esindajad, näiteks kalmaarid ja kaheksajalad. Perioodiliselt sissevõetavat vett välja visates suudavad nad saavutada kiiruse kuni 60–70 km/h. Sarnaselt liiguvad meduusid, seepia ja mõned teised loomad.

Näiteid reaktiivjõust võib leida ka taimemaailmast. Näiteks “hullu” kurgi küpsed viljad põrkuvad vähimalgi puudutusel varre küljest lahti ja eraldunud jala asemele tekkinud august väljub jõuga mõru vedelikku seemnetega; kurgid ise lendavad vastupidises suunas.

Reaktiivset liikumist, mis tekib vee väljutamisel, saab jälgida järgmises katses. Valame vett klaaslehtrisse, mis on ühendatud L-kujulise otsaga kummitoruga (joonis 20). Näeme, et kui vesi hakkab torust välja voolama, hakkab toru ise liikuma ja kalduma kõrvale vee väljavoolu suunale vastupidises suunas.

Lennud põhinevad reaktiivjõu põhimõttel. raketid. Kaasaegne kosmoserakett on väga keeruline lennuk, mis koosneb sadadest tuhandetest ja miljonitest osadest. Raketi mass on tohutu. See koosneb töövedeliku massist (st kütuse põlemisel tekkivad kuumad gaasid, mis paisatakse välja joa kujul) ja raketi lõplikust või, nagu öeldakse, "kuivast" massist, mis jääb pärast väljutamist alles raketi töövedelikust.

Raketi “kuiv” mass koosneb omakorda konstruktsiooni massist (st raketi kest, selle mootorid ja juhtimissüsteem) ja kasuliku koormuse massist (st teadusaparatuur, raketi kere). orbiidile suunatav kosmoselaev, meeskond ja laeva süsteemne elutoe).

Töövedeliku lõppedes hakkavad tühjad paagid, kesta üleliigsed osad jms raketti koormama ebavajaliku lastiga, mistõttu on raske kiirendada. Seetõttu kasutatakse kosmiliste kiiruste saavutamiseks komposiit- (või mitmeastmelisi) rakette (joonis 21). Algul töötavad sellistes rakettides ainult esimese astme plokid 1. Kui neis olevad kütusevarud saavad otsa, eraldatakse need ja lülitatakse sisse teine ​​aste 2; pärast kütuse ammendumist selles eraldatakse see ka ja lülitatakse sisse kolmas aste 3. Raketi peas asuv satelliit või mõni muu kosmoseaparaat on kaetud peakattega 4, mille voolujooneline kuju aitab vähendada. õhutakistus, kui rakett lendab Maa atmosfääris.

Kui reaktiivne gaasijuga raketist suurel kiirusel välja paisatakse, kihutab rakett ise vastassuunas. Miks see juhtub?

Newtoni kolmanda seaduse kohaselt on jõud F, millega rakett töövedelikule mõjub, suuruselt ja vastupidise suunaga jõule F, millega töövedelik raketi kehale mõjub:

Jõud F" (mida nimetatakse reaktiivjõuks) ja kiirendab raketti.

Võrdsusest (10.1) järeldub, et kehale edastatav impulss on võrdne jõu ja selle toimeaja korrutisega. Seetõttu annavad samad ja samaaegselt mõjuvad jõud kehadele võrdse impulsi. Sel juhul on raketi impulss m p v p tingitud väljapaisatud gaaside impulsist m gas v gaas:

m p v p = m gaas v gaas

Sellest järeldub, et raketi kiirus

Analüüsime saadud avaldist. Näeme, et raketi kiirus on seda suurem, mida suurem on väljapaiskuvate gaaside kiirus ja seda suurem on töövedeliku massi (st kütuse massi) ja raketi lõpliku ("kuiva") massi suhe. rakett.

Valem (12.2) on ligikaudne. See ei võta arvesse, et kütuse põlemisel muutub lendava raketi mass järjest väiksemaks. Raketi kiiruse täpse valemi sai esmakordselt 1897. aastal K. E. Tsiolkovski ja kannab seetõttu tema nime.

Tsiolkovski valem võimaldab teil arvutada kütusevarud, mis on vajalikud etteantud kiiruse edastamiseks raketile. Tabelis 3 on näidatud raketi algmassi m0 ja selle lõppmassi m suhted, mis vastavad erinevatele raketi kiirustele gaasijoa kiirusel (raketi suhtes) v = 4 km/s.

Näiteks selleks, et öelda raketile kiirus, mis on 4 korda suurem gaasi väljavoolu kiirusest (v p \u003d 16 km / s), on vaja, et raketi algmass (koos kütusega) ületaks lõpliku (“kuiv ”) raketi massi 55 korda (m 0 /m = 55). See tähendab, et lõviosa raketi kogu massist stardis peaks olema täpselt kütuse mass. Kasulik koormus peaks sellega võrreldes olema väga väikese massiga.

Olulise panuse reaktiivjõu teooria arendamisse andis K. E. Tsiolkovski kaasaegne, vene teadlane I. V. Meshchersky (1859-1935). Tema järgi on nime saanud muutuva massiga keha liikumisvõrrand.

1. Mis on reaktiivjõud? Too näiteid. 2. Joonisel 22 näidatud katses, kui vesi voolab välja kõverate torude kaudu, pöörleb kopp noolega näidatud suunas. Selgitage nähtust. 3. Millest sõltub raketi kiirus pärast kütuse põlemist?

Reaktiivmootor looduses ja tehnoloogias

FÜÜSIKA KOKKUVÕTE

Reaktiivmootor- liikumine, mis tekib siis, kui selle osa teatud kiirusega kehast eraldub.

Reaktiivjõud tekib ilma väliste kehadega suhtlemiseta.

Reaktiivjõu rakendamine looduses

Paljud meist on oma elus kohtunud meduusidega meres ujudes. Mustal merel on neid igal juhul piisavalt. Kuid vähesed arvasid, et meduusid kasutavad liikumiseks ka reaktiivjõudu. Lisaks liiguvad nii kiilide vastsed ja teatud tüüpi mereplankton. Ja sageli on mereselgrootute efektiivsus reaktiivjõu kasutamisel palju suurem kui tehnilistel leiutistel.

Reaktiivjõudu kasutavad paljud molluskid – kaheksajalad, kalmaarid, seepia. Näiteks merikammkarp liigub ettepoole selle ventiilide järsu kokkusurumise käigus kestast välja paiskunud veejoa reaktiivjõu tõttu.

Kaheksajalg

Seepia

Seepia, nagu enamik peajalgseid, liigub vees järgmiselt. Ta võtab vett lõpuseõõnde läbi külgmise pilu ja spetsiaalse lehtri keha ees ning viskab seejärel jõuliselt läbi lehtri veejoa. Seepia suunab lehtritoru küljele või taha ning sealt kiiresti vett välja pigistades võib liikuda eri suundades.

Salpa on läbipaistva kehaga mereloom, kes liikudes võtab vett läbi eesmise avause ning vesi satub laia õõnsusse, mille sees on lõpused diagonaalselt venitatud. Niipea, kui loom võtab suure lonksu vett, sulgub auk. Seejärel tõmbuvad salpa piki- ja põikilihased kokku, kogu keha tõmbub kokku ja tagumise ava kaudu surutakse vesi välja. Väljavoolava joa reaktsioon lükkab salpa ette.

Suurimat huvi pakub kalmaari reaktiivmootor. Kalmaar on ookeani sügavuste suurim selgrootu elanik. Kalmaarid on saavutanud reaktiivlennukite navigeerimise kõrgeima taseme. Neil on isegi keha oma väliste vormidega, mis kopeerib raketti (või parem, rakett kopeerib kalmaari, kuna sellel on selles küsimuses vaieldamatu prioriteet). Aeglaselt liikudes kasutab kalmaar suurt rombikujulist uime, mis perioodiliselt paindub. Kiireks viskeks kasutab ta reaktiivmootorit. Lihaskude - vahevöö ümbritseb molluski keha igast küljest, selle õõnsuse maht on peaaegu pool kalmaari keha mahust. Loom imeb vett mantliõõnde ja paiskab seejärel järsult läbi kitsa düüsi veejoa ja liigub suure kiirusega tagasi. Sel juhul kogutakse kõik kümme kalmaari kombitsat pea kohal asuvasse sõlme ja see omandab voolujoonelise kuju. Düüs on varustatud spetsiaalse ventiiliga ja lihased saavad seda pöörata, muutes liikumissuunda. Kalmaari mootor on väga ökonoomne, see suudab saavutada kiirust kuni 60–70 km / h. (Mõned teadlased usuvad, et isegi kuni 150 km / h!) Pole asjata, et kalmaari nimetatakse "elavaks torpeedoks". Kimbuks volditud kombitsaid paremale, vasakule, üles või alla painutades pöördub kalmaar ühes või teises suunas. Kuna selline rool on looma endaga võrreldes väga suur, siis piisab selle kergest liigutusest, et kalmaar saaks isegi täiskiirusel takistusega kokkupõrkest hõlpsasti kõrvale põigelda. Rooli järsk pööre – ja ujuja tormab vastassuunas. Nüüd on ta lehtri otsa tagasi painutanud ja libiseb nüüd pea ees. Ta kaarutas selle paremale – ja reaktiivlennuk paiskas ta vasakule. Aga kui on vaja kiiresti ujuda, jääb lehter alati otse kombitsate vahele välja ja kalmaar tormab sabaga ette, nagu vähk jookseks – jooksja, kellel on hobuse väledus.

Kui pole vaja kiirustada, ujuvad kalmaarid ja seepia uimed lainetades - miniatuursed lained jooksevad läbi nende eest taha ja loom liugleb graatsiliselt, surudes end aeg-ajalt ka mantli alt välja paisatud veejoaga. Siis on selgelt näha üksikud löögid, mida mollusk veejugade purske ajal saab. Mõned peajalgsed võivad jõuda kiiruseni kuni viiskümmend viis kilomeetrit tunnis. Näib, et keegi pole otse mõõtmisi teinud, kuid seda saab hinnata lendavate kalmaaride kiiruse ja ulatuse järgi. Ja selliseid, tuleb välja, kaheksajalgade sugulastes on andeid! Parim piloot molluskite seas on kalmaar stenoteuthis. Inglise meremehed kutsuvad seda - lendav kalmaar ("flying squid"). See on heeringa suurune väike loom. Ta jälitab kalu nii kiiresti, et hüppab sageli veest välja, tormades noolena üle selle pinna. Seda nippi kasutab ta ka oma elu päästmiseks kiskjate – tuunikala ja makrelli – eest. Olles välja töötanud vees maksimaalse reaktiivtõukejõu, tõuseb pilootkalmaar õhku ja lendab üle lainete rohkem kui viiekümne meetri kaugusele. Elava raketi lennu apogee asub nii kõrgel vee kohal, et lendavad kalmaarid kukuvad sageli ookeanilaevade tekkidele. Neli-viis meetrit pole rekordkõrgus, milleni kalmaarid taevasse tõusevad. Mõnikord lendavad nad veelgi kõrgemale.

Inglise koorikloomade uurija dr Rees kirjeldas ühes teadusartiklis kalmaari (pikkusega vaid 16 sentimeetrit), kes paraja vahemaa läbi õhu lennanud kukkus jahi sillale, mis kõrgus veest ligi seitse meetrit kõrgemal.

Juhtub, et sädelevas kaskaadis kukub laevale palju lendavaid kalmaare. Vanakirjanik Trebius Niger jutustas kord kurva loo laevast, mis väidetavalt lausa uppus oma tekile kukkunud lendava kalmaari raskuse all. Kalmaar suudab õhku tõusta ilma kiirenduseta.

Ka kaheksajalad oskavad lennata. Prantsuse loodusteadlane Jean Verany nägi, kuidas tavaline kaheksajalg akvaariumis kiirustas ja järsku tagurpidi veest välja hüppas. Kirjeldades õhus umbes viie meetri pikkust kaaret, hüppas ta tagasi akvaariumi. Hüppeks kiirust kogudes ei liikunud kaheksajalg mitte ainult reaktiivtõukejõu tõttu, vaid aerutas ka kombitsatega.
Kottis kaheksajalad ujuvad muidugi hullemini kui kalmaarid, kuid kriitilistel hetkedel suudavad nad näidata parimate sprinterite rekordklassi. California akvaariumi töötajad püüdsid pildistada krabi ründavat kaheksajalga. Kaheksajalg tormas saagiks sellise kiirusega, et filmil oli isegi kõige suurematel kiirustel pildistades alati määrdeaineid. Niisiis, vise kestis sajandiksekundeid! Tavaliselt ujuvad kaheksajalad suhteliselt aeglaselt. Kaheksajalgade rännet uurinud Joseph Signl arvutas välja, et poolemeetrine kaheksajalg ujub läbi mere keskmise kiirusega umbes viisteist kilomeetrit tunnis. Iga lehtrist välja paisatud veejuga surub seda kaks kuni kaks ja pool meetrit edasi (õigemini tagasi, kuna kaheksajalg tagurpidi ujub).

Jet-liikumist võib leida ka taimemaailmast. Näiteks põrkuvad “hullu kurgi” küpsed viljad vähimagi puudutuse korral varre küljest lahti ja tekkinud august paiskub jõuga välja kleepuv vedelik koos seemnetega. Kurk ise lendab vastassuunas kuni 12 m.

Teades impulsi jäävuse seadust, saate muuta oma liikumiskiirust avatud ruumis. Kui olete paadis ja teil on raskeid kive, siis kivide loopimine teatud suunas liigub teid vastupidises suunas. Sama juhtub avakosmoses, kuid selleks kasutatakse reaktiivmootoreid.

Kõik teavad, et relva lasuga kaasneb tagasilöök. Kui kuuli kaal oleks võrdne relva raskusega, lendaksid need laiali sama kiirusega. Tagasilöök tekib seetõttu, et äravisatud gaaside mass tekitab reaktiivjõu, mille toimel saab tagada liikumise nii õhus kui ka õhuvabas ruumis. Ja mida suurem on väljavoolavate gaaside mass ja kiirus, seda suuremat tagasilöögijõudu tunneb meie õlg, mida tugevam on relva reaktsioon, seda suurem on reaktiivjõud.

Reaktiivjõu kasutamine tehnoloogias

Inimkond on unistanud kosmoselendudest palju sajandeid. Ulmekirjanikud on selle eesmärgi saavutamiseks välja pakkunud mitmesuguseid vahendeid. 17. sajandil ilmus prantsuse kirjaniku Cyrano de Bergeraci lugu lennust Kuule. Selle loo kangelane pääses Kuule raudvankriga, millest ta pidevalt tugeva magnetiga üle viskas. Tema poole meelitades tõusis vagun Maast kõrgemale ja kõrgemale, kuni jõudis Kuule. Ja parun Münchausen ütles, et ronis kuu peale oavarre peal.

Meie ajastu esimese aastatuhande lõpus leiutati Hiinas reaktiivjõud, mis toidab rakette – püssirohuga täidetud bambustorusid, neid kasutati ka lõbuna. Üks esimesi autoprojekte oli ka reaktiivmootoriga ja see projekt kuulus Newtonile

Maailma esimese inimlennuks mõeldud reaktiivlennuki projekti autor oli Vene revolutsionäär N.I. Kibalchich. Ta hukati 3. aprillil 1881 keiser Aleksander II mõrvakatses osalemise eest. Ta arendas oma projekti vanglas pärast surmaotsust. Kibalchich kirjutas: "Vangglas olles, paar päeva enne oma surma, kirjutan seda projekti. Ma usun oma idee teostatavusse ja see usk toetab mind mu kohutavas olukorras ... Ma lähen rahulikult surmale vastu, teades, et minu idee ei sure koos minuga.

Idee kasutada kosmoselendudeks rakette pakkus meie sajandi alguses välja vene teadlane Konstantin Eduardovitš Tsiolkovski. 1903. aastal ilmus Kaluga gümnaasiumi õpetaja K.E. Tsiolkovski "Maailmaruumide uurimine reaktiivseadmete abil". See töö sisaldas astronautika jaoks kõige olulisemat matemaatilist võrrandit, mida nüüd tuntakse Tsiolkovski valemina, mis kirjeldas muutuva massiga keha liikumist. Seejärel töötas ta välja vedelkütuse rakettmootori skeemi, pakkus välja mitmeastmelise raketiprojekti ja väljendas ideed võimalusest luua Maa-lähedasel orbiidil terveid kosmoselinnasid. Ta näitas, et ainus aparaat, mis suudab gravitatsiooni ületada, on rakett, s.o. reaktiivmootoriga seade, mis kasutab kütust ja seadmel endal asuvat oksüdeerijat.

Reaktiivmootor- see on mootor, mis muudab kütuse keemilise energia gaasijoa kineetiliseks energiaks, samal ajal kui mootor omandab pöördeid vastupidises suunas.

K. E. Tsiolkovski idee viisid ellu Nõukogude teadlased akadeemik Sergei Pavlovitš Korolevi juhendamisel. Ajaloo esimene kunstlik Maa satelliit lendas raketi abil välja Nõukogude Liidus 4. oktoobril 1957. aastal.

Reaktiivjõu põhimõte leiab laialdast praktilist rakendust lennunduses ja astronautikas. Kosmoses pole keskkonda, millega keha saaks suhelda ja seeläbi oma kiiruse suunda ja moodulit muuta, seetõttu saab kosmoselendudeks kasutada ainult reaktiivlennukeid, st rakette.

Raketi seade

Raketi liikumine põhineb impulsi jäävuse seadusel. Kui mingil ajahetkel visatakse raketist välja keha, omandab see sama hoo, kuid on suunatud vastupidises suunas

Igas raketis, olenemata selle konstruktsioonist, on alati kest ja oksüdeerijaga kütus. Raketi kest sisaldab kasulikku lasti (antud juhul kosmoselaeva), instrumendiruumi ja mootorit (põlemiskamber, pumbad jne).

Raketi põhimass on oksüdeerijaga kütus (oksüdeerijat on vaja selleks, et kütus põleks, kuna ruumis pole hapnikku).

Kütus ja oksüdeerija pumbatakse põlemiskambrisse. Kütus, põledes, muutub kõrge temperatuuri ja kõrge rõhuga gaasiks. Suure rõhkude erinevuse tõttu põlemiskambris ja kosmoses paiskuvad gaasid põlemiskambrist võimsa joana välja spetsiaalse kujuga kella, mida nimetatakse düüsiks. Düüsi eesmärk on suurendada joa kiirust.

Enne raketi starti on selle hoog null. Põlemiskambris oleva gaasi ja raketi kõigi teiste osade vastasmõju tulemusena saab läbi düüsi väljuv gaas mingi impulsi. Siis on rakett suletud süsteem ja selle koguimment peab pärast starti olema võrdne nulliga. Seetõttu saab raketi kest, olenemata sellest, mis selles on, impulsi, mis on absoluutväärtuselt võrdne gaasi impulsiga, kuid vastupidise suunaga.

Raketi kõige massiivsemat osa, mis on mõeldud kogu raketi käivitamiseks ja kiirendamiseks, nimetatakse esimeseks etapiks. Kui mitmeastmelise raketi esimene massiivne aste ammendab kiirendamisel kõik kütusevarud, eraldub see. Edasist kiirendust jätkab teine, vähemmassiivne aste ning varem esimese etapi abil saavutatud kiirusele lisab see veidi kiirust juurde ja siis eraldub. Kolmas etapp jätkab kiiruse suurendamist nõutava väärtuseni ja toimetab kasuliku koorma orbiidile.

Esimene inimene, kes avakosmosesse lendas, oli Nõukogude Liidu kodanik Juri Aleksejevitš Gagarin. 12. aprill 1961 tiirutas satelliitlaeval Vostok ümber maakera

Nõukogude raketid jõudsid esimestena Kuule, tiirutasid Kuu ümber ja pildistasid selle nähtamatut külge Maalt, jõudsid esimestena planeedile Veenus ja toimetasid selle pinnale teaduslikke instrumente. 1986. aastal uurisid kaks Nõukogude kosmoselaeva "Vega-1" ja "Vega-2" lähedalt Halley komeeti, lähenedes Päikesele kord 76 aasta jooksul.