Тяга и скорость реактивной струи

Поиск и аренда частных самолетов

Перед тем, как перейти от, хотя и основополагающих, но все же общих физических наблюдений и определений этого раздела к специальной терминологии ракетной техники, приведем еще один пример.

main qimg b47269fd2715be13b89999cb6081e154 c - Тяга и скорость реактивной струи

Разрез рективного двигателя

Толстостенный пустотелый цилиндр на одном конце имеет сопловидное отверстие. Другим закрытым концом цилиндр может подвижно действовать на динамометр. В пустое пространство цилиндра засыпается небольшое количество пороха, и отверстие сопла относительно прочно закрывается мембраной. С помощью электрического воспламеняющего устройства происходит зажигание пороха. Сгорание во внутренней части цилиндра создает постоянно растущее давление газа. До тех пор, пока силы давления еще не достаточно, для того чтобы разрушить замыкающую мембрану, можно замечать небольшое действие силы системы наружу. На динамометр не оказывается никакого действия.

Наконец, когда давление газа переходит границу прочности мембраны, то вследствие ее разрушения, открывается путь для выхода газа, сквозь отверстие сопла. Молекулы газа становятся свободнодвижущимися частями системы масс под действием давления газа. Внутренняя сила массы расширяющегося газа передает, выходящей через отверстие сопла, газовой струе в ее совокупности импульс. Однако при этом, согласно наблюдениям в разделе 5 реакционный импульс должен передаваться на цилиндр. Это выражается движущейся силой, противоположной к направлению выходящей газовой струи, а следовательно может наблюдаться и измеряться динамометром .

liquid engine - Тяга и скорость реактивной струи

Упрощенная функциональная схема ракетного двигателя

Смотрите также:  Как Pan American изменила ход Второй мировой войны. Секретные миссии перевозчика

Цилиндр, содержащий внутри порох, стал настоящим ракетным двигателем. Он сам мобилизует отбрасываемую массу, и создает в своей собственной системе масс необходимую для этого силу.

В ракетной технике, измеримую динамометром, движущую силу принято называть тягой Р. Скорость частиц отбрасываемого потока массы называется скоростью реактивной струи с, при этом предполагается, что она одинаковая для всех частиц. При этом условии можно вывести следующую формулу:

P = c (dm/dt)

Следовательно, тяга ракетного двигателя равна произведению скорости реактивной струи и, в зависимости от единицы времени, отбрасываемой массы dm/dt, которую еще также называют потоком массы. Если для выталкиваемой массы ввести такое понятие, как топливо, и предположить что его потребление в секунду будет постоянно одинаковым, то можно вывести простую формулу тяги:

P=cm, где m – это количество потребленного топлива в секунду.

Уже сейчас, используя формулу можно определить особое значение, которое получает скорость реактивной струи. По техническим причинам, наименьшее потребление топлива неизбежно требует высокой скорости реактивной струи. По-другому выражаясь, чем больше c, тем более экономично используется запас топлива.

Смотрите также:  В аэропорту им. Сабихи Гёкчен открывается новый терминал

Подытоживая на примере, приведенном в этом разделе можно установить следующее: процесс горения внутри камеры сгорания создает движущую силу для всего агрегата. Двигатели, работающие на таком принципе, называются ракетными двигателями, работающими под давлением газа. Важность состоит в том, что нет никакой необходимости в „увеличении“ давления газа только благодаря временному закрыванию камеры сгорания. Постоянный набегающий поток топлива для сгорания, даже при открытом сопло поддерживает в камере сгорания определенное давление газа. Ракетные двигатели, у которых, благодаря особому регулирующему механизму, процесс сгорания топлива и выброс масс осуществляется в определенном ритме, называются ракетными двигателями переменного давления в противоположность к ракетным двигателям постоянного давления. Однако практическое применение, до сих пор, нашли только ракетные двигатели постоянного давления. Благодаря использованию у последних, жидкого топлива, функция привода регулируется особенно легко. В том случае, если процесс сгорания происходит сначала, благодаря специальному воспламеняющему устройству, то он продолжается до тех пор, пока сквозь впрыскные отверстия камеры подается достаточное количество топлива. При использовании твердого топлива, как например пороха и тому подобного, по техническим причинам следует отказаться от длительных дополнительных требований. В этом случае нужно сделать так, чтобы топливо, при заполнении камеры сгорания, использовалось исключительно одноразово.

Смотрите также:  Куба открывается для частной авиации

Наряду с ракетными двигателями, работающими под давлением газа, которые иногда еще делят на двигатели низкого, среднего и высокого давления, также возможны ракетные двигатели с принципиально другими основаниями для создания реактивной струи. На этом следует детально остановиться, прежде всего, принимая во внимание некоторые взаимосвязанные, наиболее возможные перспективы. Но так как на практике, еще долгое время, останутся господствующими ракеты, работающие под давлением газа и накопленные с ними опыты, то по крайней мере, дальнейшие эксперименты должны проводиться исключительно с этим типом двигателей.