Поняття про реактивний рух

Будь-який механічний рух заснований на відкиданні деякої маси у зворотному напрямку. Автомобіль переміщується завдяки тому, що відштовхує від себе колесами масу землі. Кожне ведуче колесо здійснює дію на землю з силою F_і. Згідно третього закону Ньютона земля впливає на колесо з силою Р_і, що дорівнює силі F_і. Сума усіх сил Р_і, з якими земля діє на усі колеса дає силу тяги (реакції) Р.Човен рухається в результаті відкидання води веслами з силою F_і. Вода в свою чергу впливає на весла з силою Р_і, які в сумі дають силу тяги (реакції) Р.Гвинт літака створює силу тяги Р, внаслідок того, що відкидає масу повітря з силою F.В усіх випадках причиною руху є сила реакції середовища на те, що механічний засіб відкидає від себе частину своєї маси – реактивна сила або сила тяги, а рух під дією такої сили є “реактивним” рухом.

Під реактивним рухом розуміють переміщення літального апарату під впливом сили віддачі (сили тяги, реактивної сили) Р, як результат реакції (зворотної дії) потоку мас рідини, газу або твердих часток, які відкидаються від літального апарату зі швидкістю w_a в бік, протилежний напрямку руху. Сучасні літальні апарати, надводні і підводні судна рухаються в результаті відкидання від апарату деякої маси. При цьому напрямок руху апарату і маси, що відкидається – протилежні.

Відрізняють два види руху за рахунок відкидання маси: рух за рахунок реакції непрямої дії і рух, що обумовлений реакцією прямої дії. Реакцію непрямої дії утворює, напр., повітряний гвинт літака, або гребний гвинт корабля (Мал. 1).

Мал.1. Схема установки, що рухається під дією сили реакції непрямої дії.

Гвинт відкидає деяку масу середовища (повітря або води), в якому проходить рух. Енергію, що необхідна для свого обертання, гвинт отримує від двигуна будь-якого типу: внутрішнього згорання, електричного і т.п.

Реакцію прямої дії створює, наприклад, течія стиснутого повітря із ємності (повітряної кульки) або течія порохових газів з камери порохової ракети (Мал.2).

Мал.2. Схема установки, що рухається під дією сили реакції прямої дії.

Гази, що виникають під час горіння пороху, викидаються з ракети. Реактивна сила, що при цьому виникає, змушує ракету рухатися в напрямку протилежному газовому потоку, що відкидається.

Реактивна сила - це сила реакції прямої дії, що впливає на літальний апарат внаслідок відкидання від нього частини маси (продуктів згорання палива). Вона завжди спрямована в бік, протилежний напрямку течії газового струменя.

Рух, що здійснює літальний апарат за рахунок реактивної сили, називається реактивним рухом, а двигуни таких апаратів – реактивними двигунами (або двигунами прямої реакції).

Які характерні відмінності реактивних двигунів від двигунів непрямої реакції?

1. В двигунних установках непрямої реакції агрегат, що є джерелом енергії – двигун і агрегат, що використовує цю енергію для створення руху (гвинт) відокремлені один від одного. В реактивному двигуні вони сполучені в одному агрегаті.

2. Сила реакції, що створюється реактивним двигуном, прикладена безпосередньо до двигуна і являє собою рівнодіючу усіх сил тиску, що діє на робочі поверхні двигуна. В двигунах непрямої дії сила реакції прикладена не до самого двигуна, а до виконавчого механізму (гвинту).

3. У реактивному двигуні одне робоче тіло (продукти згорання). В двигуні непрямої дії сам двигун використовує одне робоче тіло (пальне, електричний струм і т.п.), а виконавчий орган (гвинт) використовує інше робоче тіло (навколишнє середовище).

4. І, нарешті, реактивний двигун відкидає відносно малу масу робочого тіла (продукти згорання) з високою швидкістю. Двигун непрямої реакції відкидає порівняно великі маси навколишнього середовища з помірною швидкістю.

Із всього вище сказаного можна вивести, що реактивними називають двигуни, в яких сполучається і двигун і його виконавчий орган, які створюють силу реакції шляхом перетворення різних видів енергії в кінетичну енергію струменя, що відкидається в навколишнє середовище.