Jet-Bewegung in der Naturdefinition. Welche Wirkung hat der Impulserhaltungssatz? Wie Strahlantriebe heutzutage in Natur und Technik eingesetzt werden

Sehr wichtig Bei der Betrachtung der Strahlbewegung gilt das Gesetz der Impulserhaltung.
Unter Strahlantrieb Verstehen Sie die Bewegung eines Körpers, die auftritt, wenn sich ein Teil davon mit einer bestimmten Geschwindigkeit relativ zu ihm trennt, beispielsweise wenn Verbrennungsprodukte aus der Düse eines Düsenflugzeugs strömen. In diesem Fall das sogenannte Reaktive Kraft den Körper schieben.
Die Besonderheit der Reaktionskraft besteht darin, dass sie durch die Wechselwirkung zwischen Teilen des Systems selbst entsteht, ohne dass es zu einer Wechselwirkung mit äußeren Körpern kommt.
Während die Kraft, die beispielsweise einem Fußgänger, einem Schiff oder einem Flugzeug Beschleunigung verleiht, erst durch die Wechselwirkung dieser Körper mit dem Boden, dem Wasser oder der Luft entsteht.

Somit kann die Bewegung eines Körpers durch die Strömung eines Flüssigkeits- oder Gasstroms erreicht werden.

Jet-Bewegung in der Natur inhärent hauptsächlich lebenden Organismen, die in einer aquatischen Umgebung leben.

In der Technik werden Strahlantriebe im Flusstransport (Wasserstrahltriebwerke), in der Automobilindustrie (Rennwagen), im Militär sowie in der Luft- und Raumfahrt eingesetzt.
Alle modernen Hochgeschwindigkeitsflugzeuge sind mit Strahltriebwerken ausgestattet, denn... Sie sind in der Lage, die erforderliche Fluggeschwindigkeit bereitzustellen.
Es ist unmöglich, andere Triebwerke als Strahltriebwerke im Weltraum einzusetzen, da es dort keine Unterstützung gibt, mit der eine Beschleunigung erreicht werden könnte.

Geschichte der Entwicklung der Jet-Technologie

Der Schöpfer der russischen Kampfrakete war der Artilleriewissenschaftler K.I. Konstantinow. Bei einem Gewicht von 80 kg erreichte die Flugreichweite der Konstantinov-Rakete 4 km.

Die Idee, einen Strahlantrieb in einem Flugzeug einzusetzen, das Projekt eines Strahlflugzeugs, wurde 1881 von N.I. vorgebracht. Kibaltschitsch.

Im Jahr 1903 gründete der berühmte Physiker K.E. Tsiolkovsky bewies die Möglichkeit des Fluges im interplanetaren Raum und entwickelte einen Entwurf für das erste Raketenflugzeug mit flüssigem Treibstoff. Düsentriebwerk.

K.E. Tsiolkovsky entwarf einen Weltraumraketenzug, der aus einer Reihe von Raketen besteht, die abwechselnd arbeiten und abfallen, wenn der Treibstoff aufgebraucht ist.

Prinzipien von Strahltriebwerken

Die Basis jedes Strahltriebwerks ist die Brennkammer, in der bei der Verbrennung von Treibstoff Gase entstehen, die eine sehr hohe Temperatur haben und Druck auf die Wände der Kammer ausüben. Gase entweichen mit hoher Geschwindigkeit aus einer schmalen Raketendüse und erzeugen einen Strahlschub. Gemäß dem Impulserhaltungssatz nimmt die Rakete Geschwindigkeit in die entgegengesetzte Richtung an.

Der Systemimpuls (Raketenverbrennungsprodukte) bleibt bestehen gleich Null. Da die Masse der Rakete auch bei konstantem Gasdurchsatz abnimmt, erhöht sich ihre Geschwindigkeit und erreicht allmählich ihren Maximalwert.
Die Bewegung einer Rakete ist ein Beispiel für die Bewegung eines Körpers mit variabler Masse. Um seine Geschwindigkeit zu berechnen, wird das Gesetz der Impulserhaltung verwendet.

Strahltriebwerke werden in Raketentriebwerke und luftatmende Triebwerke unterteilt.

Raketentriebwerke Erhältlich mit Fest- oder Flüssigbrennstoff.
Bei Feststoffraketentriebwerken wird der Treibstoff, der sowohl Treibstoff als auch Oxidationsmittel enthält, in die Brennkammer des Triebwerks gedrückt.
IN Flüssigkeitsstrahltriebwerke Für den Start von Raumfahrzeugen konzipiert, werden Treibstoff und Oxidationsmittel getrennt in speziellen Tanks gelagert und über Pumpen der Brennkammer zugeführt. Sie können Kerosin, Benzin, Alkohol, flüssigen Wasserstoff usw. als Brennstoff und flüssigen Sauerstoff, Salpetersäure usw. als für die Verbrennung notwendiges Oxidationsmittel verwenden.

Moderne dreistufige Weltraumraketen werden vertikal gestartet und nach dem Durchqueren der dichten Schichten der Atmosphäre in eine bestimmte Richtung in den Flug versetzt. Jede Raketenstufe verfügt über einen eigenen Treibstofftank und Oxidationsmitteltank sowie ein eigenes Strahltriebwerk. Während der Treibstoff verbrennt, werden die verbrauchten Raketenstufen entsorgt.

Düsentriebwerke werden derzeit hauptsächlich in Flugzeugen eingesetzt. Ihr Hauptunterschied zu Raketentriebwerken besteht darin, dass das Oxidationsmittel für die Kraftstoffverbrennung Sauerstoff aus der Luft ist, die aus der Atmosphäre in das Triebwerk eindringt.
Zu den luftatmenden Motoren zählen Turbokompressormotoren mit sowohl einem Axial- als auch einem Radialkompressor.
Die Luft in solchen Motoren wird von einem Kompressor angesaugt und komprimiert, der von einer Gasturbine angetrieben wird. Die aus der Brennkammer austretenden Gase erzeugen einen reaktiven Schub und drehen den Turbinenrotor.

Bei sehr hohen Fluggeschwindigkeiten kann durch den entgegenkommenden Luftstrom eine Kompression der Gase in der Brennkammer erreicht werden. Ein Kompressor ist nicht erforderlich.

Strahlantrieb in Natur und Technik

ZUSAMMENFASSUNG ÜBER PHYSIK

Strahlantrieb- Bewegung, die auftritt, wenn ein Teil davon mit einer bestimmten Geschwindigkeit vom Körper getrennt wird.

Reaktionskraft entsteht ohne jegliche Wechselwirkung mit äußeren Körpern.

Anwendung von Strahlantrieben in der Natur

Viele von uns sind in ihrem Leben beim Schwimmen im Meer auf Quallen gestoßen. Auf jeden Fall gibt es im Schwarzen Meer genug davon. Aber nur wenige Menschen dachten, dass Quallen auch einen Strahlantrieb nutzen, um sich fortzubewegen. Darüber hinaus bewegen sich auf diese Weise Libellenlarven und einige Arten von Meeresplankton. Und oft ist die Effizienz wirbelloser Meerestiere beim Einsatz von Jet-Antrieben viel höher als die technischer Erfindungen.

Der Strahlantrieb wird von vielen Weichtieren genutzt – Kraken, Tintenfische, Tintenfische. Beispielsweise bewegt sich eine Jakobsmuschel-Molluske aufgrund der Reaktionskraft eines Wasserstrahls, der aus der Schale geschleudert wird, während eine starke Kompression ihrer Klappen erfolgt, vorwärts.

Oktopus

Tintenfisch

Der Tintenfisch bewegt sich wie die meisten Kopffüßer im Wasser auf die folgende Weise. Durch einen seitlichen Schlitz und einen speziellen Trichter vor dem Körper nimmt sie Wasser in die Kiemenhöhle auf und stößt dann energisch einen Wasserstrahl durch den Trichter aus. Der Tintenfisch richtet das Trichterrohr zur Seite oder nach hinten und kann sich, indem er schnell Wasser herausdrückt, in verschiedene Richtungen bewegen.

Der Salpa ist ein Meerestier mit einem durchsichtigen Körper; wenn er sich bewegt, nimmt er Wasser durch die vordere Öffnung auf, und das Wasser gelangt in einen weiten Hohlraum, in dessen Inneren sich die Kiemen diagonal erstrecken. Sobald das Tier einen großen Schluck Wasser trinkt, schließt sich das Loch. Dann ziehen sich die Längs- und Quermuskeln der Salpe zusammen, der ganze Körper zieht sich zusammen und Wasser wird durch die hintere Öffnung herausgedrückt. Die Reaktion des austretenden Strahls treibt den Salpa nach vorne.

Das meiste Interesse stellt ein Tintenfischstrahltriebwerk dar. Der Tintenfisch ist der größte wirbellose Bewohner der Meerestiefen. Tintenfische sind angekommen höchste Vollkommenheit in der reaktiven Navigation. Sogar ihr Körper mit seinen äußeren Formen kopiert die Rakete (oder besser gesagt, die Rakete kopiert den Tintenfisch, da er in dieser Angelegenheit unbestreitbar Vorrang hat). Bei langsamer Bewegung verwendet der Tintenfisch eine große rautenförmige Flosse, die sich regelmäßig biegt. Es verwendet ein Strahltriebwerk, um schnell zu werfen. Muskelgewebe – der Mantel umgibt den Körper der Molluske von allen Seiten; das Volumen seiner Höhle beträgt fast die Hälfte des Volumens des Tintenfischkörpers. Das Tier saugt Wasser in die Mantelhöhle, stößt dann einen scharfen Wasserstrahl durch eine schmale Düse aus und bewegt sich mit hohen Geschwindigkeitsstößen rückwärts. Gleichzeitig bündeln sich alle zehn Tentakel des Tintenfischs zu einem Knoten über seinem Kopf und er erwirbt stromlinienförmige Form. Die Düse ist mit einem speziellen Ventil ausgestattet und kann von den Muskeln gedreht und so die Bewegungsrichtung geändert werden. Der Motor des Tintenfischs ist sehr sparsam, er kann Geschwindigkeiten von bis zu 60 - 70 km/h erreichen. (Einige Forscher glauben sogar bis zu 150 km/h!) Kein Wunder, dass der Tintenfisch als „lebender Torpedo“ bezeichnet wird. Durch Biegen der gebündelten Tentakel nach rechts, links, oben oder unten dreht sich der Tintenfisch in die eine oder andere Richtung. Denn ein solches Lenkrad hat im Vergleich zum Tier selbst eine sehr große Größen, dann reicht seine leichte Bewegung aus, damit der Tintenfisch auch bei voller Geschwindigkeit einer Kollision mit einem Hindernis problemlos ausweichen kann. Eine scharfe Lenkraddrehung – und der Schwimmer stürzt hinein Rückseite. Also hat er das Ende des Trichters nach hinten gebogen und rutscht nun mit dem Kopf voran hinein. Er bog es nach rechts – und der Jetstoß warf ihn nach links. Wenn Sie jedoch schnell schwimmen müssen, ragt der Trichter immer direkt zwischen den Tentakeln hervor, und der Tintenfisch stürmt mit dem Schwanz voran, genau wie ein Flusskrebs rennen würde – ein schneller Läufer, der über die Beweglichkeit eines Rennfahrers verfügt.

Wenn kein Grund zur Eile besteht, schwimmen Tintenfische und Tintenfische und bewegen ihre Flossen – Miniaturwellen laufen von vorne nach hinten über sie hinweg, und das Tier gleitet anmutig, wobei es sich gelegentlich auch mit einem Wasserstrahl abstößt, der unter dem Mantel hervorgeschleudert wird. Dann sind die einzelnen Stöße, die die Molluske im Moment des Ausbruchs von Wasserstrahlen erhält, deutlich sichtbar. Einige Kopffüßer können Geschwindigkeiten von bis zu fünfundfünfzig Kilometern pro Stunde erreichen. Es scheint, dass niemand direkte Messungen durchgeführt hat, aber dies kann anhand der Geschwindigkeit und Flugreichweite fliegender Tintenfische beurteilt werden. Und es stellt sich heraus, dass Kraken in ihrer Familie solche Talente haben! Der beste Pilot unter den Weichtieren ist der Tintenfisch Stenoteuthis. Englische Seeleute nennen es Flying Squid („fliegender Tintenfisch“). Dies ist ein kleines Tier von der Größe eines Herings. Er jagt Fische mit solcher Geschwindigkeit, dass er oft aus dem Wasser springt und wie ein Pfeil über die Wasseroberfläche huscht. Er greift auf diesen Trick zurück, um sein Leben vor Raubtieren – Thunfisch und Makrele – zu retten. Nachdem der Pilot-Tintenfisch im Wasser den maximalen Strahlschub entwickelt hat, hebt er in die Luft ab und fliegt mehr als fünfzig Meter über die Wellen. Der Höhepunkt des Flugs einer lebenden Rakete liegt so hoch über dem Wasser, dass fliegende Tintenfische oft auf dem Deck von Hochseeschiffen landen. Vier bis fünf Meter sind keine Rekordhöhe, bis zu der Tintenfische in den Himmel ragen. Manchmal fliegen sie sogar noch höher.

Der englische Molluskenforscher Dr. Rees beschrieb in wissenschaftlicher Artikel ein Tintenfisch (nur 16 Zentimeter lang), der, nachdem er eine beträchtliche Strecke durch die Luft geflogen war, auf die Brücke der Yacht fiel, die fast sieben Meter über dem Wasser ragte.

Es kommt vor, dass viele fliegende Tintenfische in einer glitzernden Kaskade auf das Schiff fallen. Der antike Schriftsteller Trebius Niger erzählte es einmal traurige Geschichteüber ein Schiff, das angeblich sogar unter der Last fliegender Tintenfische sank, die auf sein Deck fielen. Tintenfische können ohne Beschleunigung abheben.

Kraken können auch fliegen. Der französische Naturforscher Jean Verani beobachtete, wie ein gewöhnlicher Oktopus in einem Aquarium beschleunigte und plötzlich rückwärts aus dem Wasser sprang. Nachdem er einen etwa fünf Meter langen Bogen in der Luft beschrieben hatte, ließ er sich zurück ins Aquarium fallen. Beim Erhöhen der Sprunggeschwindigkeit bewegte sich der Oktopus nicht nur aufgrund Jet-Schub, aber auch mit Tentakeln gerudert.
Baggy-Oktopusse schwimmen natürlich schlechter als Tintenfische, aber in kritischen Momenten können sie eine Rekordklasse für die besten Sprinter vorweisen. Mitarbeiter des California Aquariums versuchten, einen Oktopus zu fotografieren, der eine Krabbe angreift. Der Oktopus stürmte mit einer solchen Geschwindigkeit auf seine Beute zu, dass sie auf Film zu sehen war, selbst wenn höchstens geschossen wurde hohe Geschwindigkeiten, es gab immer Gleitmittel. Das bedeutet, dass der Wurf Hundertstelsekunden dauerte! Normalerweise schwimmen Oktopusse relativ langsam. Joseph Seinl, der die Wanderungen von Kraken untersuchte, berechnete: Ein Oktopus von einem halben Meter Größe schwimmt mit einer Durchschnittsgeschwindigkeit von etwa fünfzehn Kilometern pro Stunde durch das Meer. Jeder aus dem Trichter geschleuderte Wasserstrahl schiebt ihn zwei bis zweieinhalb Meter vorwärts (oder besser gesagt rückwärts, da der Oktopus rückwärts schwimmt).

Strahlbewegungen sind auch in der Pflanzenwelt zu finden. Beispielsweise prallen die reifen Früchte der „verrückten Gurke“ bei der geringsten Berührung vom Stiel ab und eine klebrige Flüssigkeit mit Samen wird gewaltsam aus dem entstandenen Loch geschleudert. Die Gurke selbst fliegt bis zu 12 m in die entgegengesetzte Richtung.

Wenn Sie das Gesetz der Impulserhaltung kennen, können Sie Ihre eigene Bewegungsgeschwindigkeit ändern Freifläche. Wenn Sie in einem Boot sitzen und mehrere schwere Steine haben, werden Sie durch das Werfen von Steinen in eine bestimmte Richtung in die entgegengesetzte Richtung bewegt. Dasselbe wird im Weltraum passieren, aber dort werden dafür Düsentriebwerke eingesetzt.

Jeder weiß, dass ein Schuss aus einer Waffe von einem Rückstoß begleitet wird. Wäre das Gewicht der Kugel gleich dem Gewicht der Waffe, würden sie mit der gleichen Geschwindigkeit auseinanderfliegen. Der Rückstoß entsteht, weil die ausgestoßene Gasmasse eine Reaktionskraft erzeugt, dank derer die Bewegung sowohl in der Luft als auch im luftleeren Raum gewährleistet werden kann. Und je größer die Masse und Geschwindigkeit der strömenden Gase, desto größer ist die Rückstoßkraft, die unsere Schulter spürt, desto stärker ist die Reaktion der Waffe, desto größer ist die Reaktionskraft.

Anwendung von Strahlantrieben in der Technik

Seit vielen Jahrhunderten träumt die Menschheit von der Raumfahrt. Science-Fiction-Autoren haben verschiedene Mittel vorgeschlagen, um dieses Ziel zu erreichen. Im 17. Jahrhundert erschien eine Geschichte Französischer Schriftsteller Cyrano de Bergerac über den Flug zum Mond. Der Held dieser Geschichte erreichte den Mond in einem Eisenkarren, über den er ständig einen starken Magneten warf. Von ihm angezogen, stieg der Karren immer höher über die Erde, bis er den Mond erreichte. Und Baron Münchhausen sagte, er sei entlang einer Bohnenstange zum Mond geklettert.

Am Ende des ersten Jahrtausends n. Chr. erfand China Strahlantrieb, die Raketen antreiben – mit Schießpulver gefüllte Bambusrohre – wurden auch als Spaß genutzt. Eines der ersten Autoprojekte war ebenfalls mit einem Düsentriebwerk ausgestattet und dieses Projekt gehörte Newton

Die Idee, Raketen einzusetzen für Raumflüge wurde zu Beginn dieses Jahrhunderts vom russischen Wissenschaftler Konstantin Eduardovich Tsiolkovsky vorgeschlagen. Im Jahr 1903 erschien ein Artikel des Kalugaer Gymnasiallehrers K.E. Tsiolkovsky „Erforschung von Welträumen mit reaktiven Instrumenten.“ Dieses Werk enthielt die wichtigste mathematische Gleichung für die Raumfahrt, heute bekannt als „Ziolkovsky-Formel“, die die Bewegung eines Körpers variabler Masse beschrieb. Anschließend entwickelte er einen Entwurf für ein Flüssigtreibstoff-Raketentriebwerk, schlug einen mehrstufigen Raketenentwurf vor und äußerte die Idee der Möglichkeit, ganze Weltraumstädte in einer erdnahen Umlaufbahn zu errichten. Er zeigte, dass das einzige Gerät, das die Schwerkraft überwinden kann, eine Rakete ist, d. h. ein Gerät mit einem Strahltriebwerk, das Treibstoff und Oxidationsmittel verwendet und sich am Gerät selbst befindet.

Düsentriebwerk ist ein Motor, der die chemische Energie des Kraftstoffs in die kinetische Energie eines Gasstrahls umwandelt, während der Motor in die entgegengesetzte Richtung Geschwindigkeit aufnimmt.

Die Idee von K.E. Tsiolkovsky wurde von sowjetischen Wissenschaftlern unter der Leitung des Akademiemitglieds Sergei Pavlovich Korolev umgesetzt. Der erste künstliche Erdsatellit der Geschichte wurde am 4. Oktober 1957 in der Sowjetunion per Rakete gestartet.

Das Prinzip des Strahlantriebs ist weit verbreitet praktischer Nutzen in der Luft- und Raumfahrt. Im Weltraum gibt es kein Medium, mit dem ein Körper interagieren und dadurch die Richtung und Größe seiner Geschwindigkeit ändern könnte, daher können für Raumflüge nur Düsenflugzeuge, also Raketen, eingesetzt werden.

Raketengerät

Die Bewegung einer Rakete basiert auf dem Impulserhaltungssatz. Wenn irgendwann ein Körper von der Rakete weggeschleudert wird, erhält er den gleichen Impuls, jedoch in die entgegengesetzte Richtung

Jede Rakete, unabhängig von ihrer Bauart, hat immer eine Hülle und einen Treibstoff mit einem Oxidationsmittel. Die Raketenhülle umfasst die Nutzlast (in diesem Fall das Raumschiff), den Instrumentenraum und den Motor (Brennkammer, Pumpen usw.).

Die Hauptmasse der Rakete besteht aus Treibstoff mit Oxidationsmittel (das Oxidationsmittel wird benötigt, um die Verbrennung des Treibstoffs aufrechtzuerhalten, da es im Weltraum keinen Sauerstoff gibt).

Über Pumpen werden der Brennkammer Brennstoff und Oxidationsmittel zugeführt. Kraftstoff verwandelt sich bei der Verbrennung in ein Gas mit hoher Temperatur und hohem Druck. Aufgrund des großen Druckunterschieds in der Brennkammer und im Weltraum strömen Gase aus der Brennkammer in einem kräftigen Strahl durch einen speziell geformten Stutzen, eine sogenannte Düse. Der Zweck der Düse besteht darin, die Geschwindigkeit des Strahls zu erhöhen.

Vor dem Start der Rakete ist ihr Impuls gleich Null. Durch die Wechselwirkung des Gases in der Brennkammer und allen anderen Teilen der Rakete erhält das durch die Düse austretende Gas einen gewissen Impuls. Dann ist die Rakete ein geschlossenes System und ihr Gesamtimpuls muss nach dem Start Null sein. Daher erhält die gesamte Hülle der darin befindlichen Rakete einen Impuls, dessen Größe dem Impuls des Gases entspricht, jedoch eine entgegengesetzte Richtung aufweist.

Der massereichste Teil der Rakete, der für den Start und die Beschleunigung der gesamten Rakete vorgesehen ist, wird als erste Stufe bezeichnet. Wenn die erste massive Stufe einer mehrstufigen Rakete beim Beschleunigen alle Treibstoffreserven erschöpft, trennt sie sich. Die weitere Beschleunigung wird durch die zweite, weniger massive Stufe fortgesetzt und erhöht die Geschwindigkeit, die zuvor mit Hilfe der ersten Stufe erreicht wurde, um etwas mehr Geschwindigkeit, um dann zu trennen. Die dritte Stufe erhöht die Geschwindigkeit weiter auf den erforderlichen Wert und befördert die Nutzlast in die Umlaufbahn.

Der erste Mensch, der in den Weltraum flog, war ein Bürger die Sowjetunion Juri Alexejewitsch Gagarin. 12. April 1961 Es flog herum Erde auf dem Satellitenschiff „Wostok“

Sowjetische Raketen erreichten als erste den Mond, umkreisten ihn und fotografierten seine von der Erde aus unsichtbare Seite und erreichten als erste den Planeten Venus und brachten wissenschaftliche Instrumente auf seine Oberfläche. Im Jahr 1986 wurden zwei sowjetische Raumschiff Vega 1 und Vega 2 untersuchten den Halleyschen Kometen, der sich alle 76 Jahre der Sonne nähert, genau.

Anwendung von Strahlantrieben in der Natur Viele von uns sind in ihrem Leben beim Schwimmen im Meer auf Quallen gestoßen. Aber nur wenige Menschen dachten, dass Quallen auch einen Strahlantrieb nutzen, um sich fortzubewegen. Und oft ist die Effizienz wirbelloser Meerestiere beim Einsatz von Jet-Antrieben viel höher als die technischer Erfindungen.

Tintenfische, wie die meisten Kopffüßer, bewegen sich im Wasser auf folgende Weise. Durch einen seitlichen Schlitz und einen speziellen Trichter vor dem Körper nimmt sie Wasser in die Kiemenhöhle auf und stößt dann energisch einen Wasserstrahl durch den Trichter aus. Der Tintenfisch richtet das Trichterrohr zur Seite oder nach hinten und kann sich, indem er schnell Wasser herausdrückt, in verschiedene Richtungen bewegen.

Tintenfisch Tintenfisch ist der größte wirbellose Bewohner der Meerestiefen. Es bewegt sich nach dem Prinzip des Strahlantriebs, indem es Wasser aufnimmt und dann enorme Kraft Man schiebt es durch ein spezielles Loch – einen „Trichter“ – und schiebt es mit hoher Geschwindigkeit (ca. 70 km/h) nach hinten. Gleichzeitig werden alle zehn Tentakel des Tintenfischs über seinem Kopf zu einem Knoten zusammengefasst und er nimmt eine stromlinienförmige Form an.

Fliegender Tintenfisch Dies ist ein kleines Tier von der Größe eines Herings. Er jagt Fische mit solcher Geschwindigkeit, dass er oft aus dem Wasser springt und wie ein Pfeil über die Wasseroberfläche huscht. Nachdem der Pilot-Tintenfisch im Wasser den maximalen Strahlschub entwickelt hat, hebt er in die Luft ab und fliegt mehr als fünfzig Meter über die Wellen. Der Höhepunkt des Flugs einer lebenden Rakete liegt so hoch über dem Wasser, dass fliegende Tintenfische oft auf dem Deck von Hochseeschiffen landen. Vier bis fünf Meter sind keine Rekordhöhe, bis zu der Tintenfische in den Himmel ragen. Manchmal fliegen sie sogar noch höher.

Oktopus Oktopusse können auch fliegen. Der französische Naturforscher Jean Verani beobachtete, wie ein gewöhnlicher Oktopus in einem Aquarium beschleunigte und plötzlich rückwärts aus dem Wasser sprang. Nachdem er einen etwa fünf Meter langen Bogen in der Luft beschrieben hatte, ließ er sich zurück ins Aquarium fallen. Als der Oktopus an Geschwindigkeit gewann, um zu springen, bewegte er sich nicht nur aufgrund des Strahlschubs, sondern ruderte auch mit seinen Tentakeln.

Mad Cucumber B südliche Länder(und auch hier an der Schwarzmeerküste) wächst eine Pflanze namens „verrückte Gurke“. Sobald man eine reife Frucht, ähnlich einer Gurke, leicht berührt, prallt sie vom Stiel ab und durch das entstandene Loch fliegt Flüssigkeit mit Samen mit einer Geschwindigkeit von bis zu 10 m/s aus der Frucht. Die verrückte Gurke (auch „Damenpistole“ genannt) schießt auf mehr als 12 m.

Strahlantrieb in Natur und Technik

ZUSAMMENFASSUNG ÜBER PHYSIK

Strahlantrieb- Bewegung, die auftritt, wenn ein Teil davon mit einer bestimmten Geschwindigkeit vom Körper getrennt wird.

Reaktionskraft entsteht ohne jegliche Wechselwirkung mit äußeren Körpern.

Anwendung von Strahlantrieben in der Natur

Oktopus

Tintenfisch

Tintenfische bewegen sich, wie die meisten Kopffüßer, im Wasser auf folgende Weise. Durch einen seitlichen Schlitz und einen speziellen Trichter vor dem Körper nimmt sie Wasser in die Kiemenhöhle auf und stößt dann energisch einen Wasserstrahl durch den Trichter aus. Der Tintenfisch richtet das Trichterrohr zur Seite oder nach hinten und kann sich, indem er schnell Wasser herausdrückt, in verschiedene Richtungen bewegen.

Von größtem Interesse ist das Strahltriebwerk des Tintenfischs. Der Tintenfisch ist der größte wirbellose Bewohner der Meerestiefen. Tintenfische haben die höchste Perfektion in der Jet-Navigation erreicht. Sogar ihr Körper mit seinen äußeren Formen kopiert die Rakete (oder besser gesagt, die Rakete kopiert den Tintenfisch, da er in dieser Angelegenheit unbestreitbar Vorrang hat). Bei langsamer Bewegung verwendet der Tintenfisch eine große rautenförmige Flosse, die sich regelmäßig biegt. Es verwendet ein Strahltriebwerk, um schnell zu werfen. Muskelgewebe – der Mantel umgibt den Körper der Molluske von allen Seiten; das Volumen seiner Höhle beträgt fast die Hälfte des Volumens des Tintenfischkörpers. Das Tier saugt Wasser in die Mantelhöhle, stößt dann einen scharfen Wasserstrahl durch eine schmale Düse aus und bewegt sich mit hohen Geschwindigkeitsstößen rückwärts. Gleichzeitig werden alle zehn Tentakel des Tintenfischs über seinem Kopf zu einem Knoten zusammengefasst und er nimmt eine stromlinienförmige Form an. Die Düse ist mit einem speziellen Ventil ausgestattet und kann von den Muskeln gedreht und so die Bewegungsrichtung geändert werden. Der Motor des Tintenfischs ist sehr sparsam, er kann Geschwindigkeiten von bis zu 60 - 70 km/h erreichen. (Einige Forscher glauben sogar bis zu 150 km/h!) Kein Wunder, dass der Tintenfisch als „lebender Torpedo“ bezeichnet wird. Durch Biegen der gebündelten Tentakel nach rechts, links, oben oder unten dreht sich der Tintenfisch in die eine oder andere Richtung. Da ein solches Lenkrad im Vergleich zum Tier selbst sehr groß ist, reicht seine leichte Bewegung aus, damit der Tintenfisch auch bei voller Geschwindigkeit einer Kollision mit einem Hindernis problemlos ausweichen kann. Eine scharfe Lenkraddrehung – und der Schwimmer rast in die entgegengesetzte Richtung. Also hat er das Ende des Trichters nach hinten gebogen und rutscht nun mit dem Kopf voran hinein. Er bog es nach rechts – und der Jetstoß warf ihn nach links. Wenn Sie jedoch schnell schwimmen müssen, ragt der Trichter immer direkt zwischen den Tentakeln hervor, und der Tintenfisch stürmt mit dem Schwanz voran, genau wie ein Flusskrebs rennen würde – ein schneller Läufer, der über die Beweglichkeit eines Rennfahrers verfügt.

Der englische Molluskenforscher Dr. Rees beschrieb in einem wissenschaftlichen Artikel einen Tintenfisch (nur 16 Zentimeter lang), der, nachdem er eine ganze Strecke durch die Luft geflogen war, auf die Brücke einer Yacht fiel, die fast sieben Meter über dem Wasser ragte.

Es kommt vor, dass viele fliegende Tintenfische in einer glitzernden Kaskade auf das Schiff fallen. Der antike Schriftsteller Trebius Niger erzählte einmal eine traurige Geschichte über ein Schiff, das angeblich unter der Last fliegender Tintenfische sank, die auf sein Deck fielen. Tintenfische können ohne Beschleunigung abheben.

Kraken können auch fliegen. Der französische Naturforscher Jean Verani beobachtete, wie ein gewöhnlicher Oktopus in einem Aquarium beschleunigte und plötzlich rückwärts aus dem Wasser sprang. Nachdem er einen etwa fünf Meter langen Bogen in der Luft beschrieben hatte, ließ er sich zurück ins Aquarium fallen. Als der Oktopus an Geschwindigkeit gewann, um zu springen, bewegte er sich nicht nur aufgrund des Strahlschubs, sondern ruderte auch mit seinen Tentakeln.
Baggy-Oktopusse schwimmen natürlich schlechter als Tintenfische, aber in kritischen Momenten können sie eine Rekordklasse für die besten Sprinter vorweisen. Mitarbeiter des California Aquariums versuchten, einen Oktopus zu fotografieren, der eine Krabbe angreift. Der Oktopus stürmte mit solcher Geschwindigkeit auf seine Beute zu, dass der Film, selbst beim Filmen mit höchster Geschwindigkeit, immer Fett enthielt. Das bedeutet, dass der Wurf Hundertstelsekunden dauerte! Normalerweise schwimmen Oktopusse relativ langsam. Joseph Seinl, der die Wanderungen von Kraken untersuchte, berechnete: Ein Oktopus von einem halben Meter Größe schwimmt mit einer Durchschnittsgeschwindigkeit von etwa fünfzehn Kilometern pro Stunde durch das Meer. Jeder aus dem Trichter geschleuderte Wasserstrahl schiebt ihn zwei bis zweieinhalb Meter vorwärts (oder besser gesagt rückwärts, da der Oktopus rückwärts schwimmt).

Wenn Sie das Gesetz der Impulserhaltung kennen, können Sie Ihre eigene Bewegungsgeschwindigkeit im offenen Raum ändern. Wenn Sie in einem Boot sitzen und mehrere schwere Steine haben, werden Sie durch das Werfen von Steinen in eine bestimmte Richtung in die entgegengesetzte Richtung bewegt. Dasselbe wird im Weltraum passieren, aber dort werden dafür Düsentriebwerke eingesetzt.

Anwendung von Strahlantrieben in der Technik

Seit vielen Jahrhunderten träumt die Menschheit von der Raumfahrt. Science-Fiction-Autoren haben verschiedene Mittel vorgeschlagen, um dieses Ziel zu erreichen. Im 17. Jahrhundert erschien eine Geschichte des französischen Schriftstellers Cyrano de Bergerac über einen Flug zum Mond. Der Held dieser Geschichte erreichte den Mond in einem Eisenkarren, über den er ständig einen starken Magneten warf. Von ihm angezogen, stieg der Karren immer höher über die Erde, bis er den Mond erreichte. Und Baron Münchhausen sagte, er sei entlang einer Bohnenstange zum Mond geklettert.

Ende des ersten Jahrtausends n. Chr. erfand China den Strahlantrieb, der Raketen antreibt – mit Schießpulver gefüllte Bambusrohre, die auch als Spaß genutzt wurden. Eines der ersten Autoprojekte war ebenfalls mit einem Düsentriebwerk ausgestattet und dieses Projekt gehörte Newton

Die Idee, Raketen für Raumflüge einzusetzen, wurde zu Beginn dieses Jahrhunderts vom russischen Wissenschaftler Konstantin Eduardovich Tsiolkovsky vorgeschlagen. Im Jahr 1903 erschien ein Artikel des Kalugaer Gymnasiallehrers K.E. Tsiolkovsky „Erforschung von Welträumen mit reaktiven Instrumenten.“ Dieses Werk enthielt die wichtigste mathematische Gleichung für die Raumfahrt, heute bekannt als „Ziolkovsky-Formel“, die die Bewegung eines Körpers variabler Masse beschrieb. Anschließend entwickelte er einen Entwurf für ein Flüssigtreibstoff-Raketentriebwerk, schlug einen mehrstufigen Raketenentwurf vor und äußerte die Idee der Möglichkeit, ganze Weltraumstädte in einer erdnahen Umlaufbahn zu errichten. Er zeigte, dass das einzige Gerät, das die Schwerkraft überwinden kann, eine Rakete ist, d. h. ein Gerät mit einem Strahltriebwerk, das Treibstoff und Oxidationsmittel verwendet und sich am Gerät selbst befindet.

Das Prinzip des Strahlantriebs findet in der Luft- und Raumfahrt breite praktische Anwendung. Im Weltraum gibt es kein Medium, mit dem ein Körper interagieren und dadurch die Richtung und Größe seiner Geschwindigkeit ändern könnte, daher können für Raumflüge nur Düsenflugzeuge, also Raketen, eingesetzt werden.

Raketengerät

Der erste Mensch, der in den Weltraum flog, war ein Bürger der Sowjetunion, Juri Alexejewitsch Gagarin. 12. April 1961 Er umrundete den Globus mit dem Wostok-Satelliten.

Sowjetische Raketen erreichten als erste den Mond, umkreisten ihn und fotografierten seine von der Erde aus unsichtbare Seite und erreichten als erste den Planeten Venus und brachten wissenschaftliche Instrumente auf seine Oberfläche. Im Jahr 1986 untersuchten zwei sowjetische Raumsonden, Vega 1 und Vega 2, den Halleyschen Kometen, der sich alle 76 Jahre der Sonne nähert, genau.

Jet-Bewegung in der Natur.

Vom Studierenden ausgefüllt:

10 „A“-Klasse

Kaklyugina Ekaterina.

Strahlantrieb- Bewegung, die auftritt, wenn ein Teil davon mit einer bestimmten Geschwindigkeit vom Körper getrennt wird.

Anwendung von Strahlantrieben in der Technik.

Seit vielen Jahrhunderten träumt die Menschheit von der Raumfahrt. Science-Fiction-Autoren haben verschiedene Mittel vorgeschlagen, um dieses Ziel zu erreichen. Im 17. Jahrhundert erschien eine Geschichte des französischen Schriftstellers Cyrano de Bergerac über einen Flug zum Mond. Der Held dieser Geschichte erreichte den Mond in einem Eisenkarren, über den er ständig einen starken Magneten warf. Von ihm angezogen, stieg der Karren immer höher über die Erde, bis er den Mond erreichte. Und Baron Münchhausen sagte, er sei entlang einer Bohnenstange zum Mond geklettert.

Der Autor des weltweit ersten Projekts eines Düsenflugzeugs für den menschlichen Flug war der russische Revolutionär N.I. Kibaltschitsch. Er wurde am 3. April 1881 wegen seiner Beteiligung am Attentat auf Kaiser Alexander II. hingerichtet. Er entwickelte sein Projekt im Gefängnis, nachdem er zum Tode verurteilt worden war. Kibalchich schrieb: „Während ich im Gefängnis war, wenige Tage vor meinem Tod, schreibe ich dieses Projekt. Ich glaube an die Machbarkeit meiner Idee, und dieser Glaube unterstützt mich in meiner schrecklichen Situation ... Ich werde dem Tod ruhig entgegensehen, wohlwissend, dass meine Idee nicht mit mir sterben wird.“ Die Idee, Raketen für Raumflüge einzusetzen, wurde zu Beginn dieses Jahrhunderts vom russischen Wissenschaftler Konstantin Eduardovich Tsiolkovsky vorgeschlagen. Im Jahr 1903 erschien ein Artikel des Kalugaer Gymnasiallehrers K.E. Tsiolkovsky „Erforschung von Welträumen mit reaktiven Instrumenten.“ Dieses Werk enthielt die wichtigste mathematische Gleichung für die Raumfahrt, heute bekannt als „Ziolkovsky-Formel“, die die Bewegung eines Körpers variabler Masse beschrieb. Anschließend entwickelte er einen Entwurf für ein Flüssigtreibstoff-Raketentriebwerk, schlug einen mehrstufigen Raketenentwurf vor und äußerte die Idee der Möglichkeit, ganze Weltraumstädte in einer erdnahen Umlaufbahn zu errichten. Er zeigte, dass das einzige Gerät, das die Schwerkraft überwinden kann, eine Rakete ist, d. h. ein Gerät mit einem Strahltriebwerk, das Treibstoff und Oxidationsmittel verwendet und sich am Gerät selbst befindet.