Реактивное движение. Реактивный двигатель

Под реактивным понимают движение тела, возникающее при отделении некоторой его части с определенной скоростью относительно тела. При этом возникает так называемая реактивная сила (реактивная тяга), сообщающая телу ускорение.

Появление первого двигателя с реактивной тягой связывают с изобретением греческого математика и инженера Герона Александрийского более двух тысяч лет тому назад.

Рисунок 1 – Эолипил – первая паровая турбина

Эолипил (от греч. шар Эола, бога ветра) — паровая турбина, изобретённая Героном Александрийским (вторая половина первого века н. э.) В составе имеет подогреваемый котёл с водой, и шар с загнутыми выводными трубками, вращающийся под действием реактивной тяги выходящего через эти трубки пара (рисунок 1). Яркий пример технологии, не востребованной в своё время. Наличие дешёвой рабской силы исключало необходимость в двигательных машинах.

Лишь сам Герон использовал энергию пара в своих игрушках – раздвижных дверях, механических театрах. Позже паровая турбина переизобретена Яношем Сегнером в 18 веке, тогда же и нашла своё практическое применение (Рисунок 2) [1].

В природе реактивное движение "изобретено" более пятисот миллионов лет тому назад и встречается у кальмаров, осьминогов, медуз, каракатиц, морских гребешков и других. Эти животные передвигаются, выбрасывая вбираемую ими воду (рисунок 3).

Рисунок 2 – Сегнерово колесо и турбина

Рисунок 3 – Реактивное движение в природе

Рисунок 4 – Кальмар и его реактивный движитель, а) Кальмар – живая ракета; б) пульсирующий реактивный движитель кальмара; в) положение сопла и его клапана при движении кальмара назад (слева) и вперед (справа) [2]

Принцип реактивного движения можно пояснить на следующем примере (рисунок 5). Твёрдое топливо, находящееся в корпусе двигателя, горит, и продукты горения (газы) имеют очень высокую температуру и давление. С большой скоростью они вытекают из двигателя в окружающую среду через специальное устройство – сопло (вправо). Образуется реактивная тяга, толкающая аппарат в противоположную сторону (влево).

Рисунок 5 – Схема реактивного двигателя