Jet engine: үйл ажиллагааны зарчим (товчоор). Тийрэлтэт хөдөлгүүрийн зарчим

Реактив гэдэг нь биеийн аль нэг хэсэг нь тодорхой хэмжээгээр ялгаатай хөдөлгөөнийг хэлнэ. Ийм үйл явцын үр дүнд бий болсон хүч нь өөрийн үйлдэл юм. Өөрөөр хэлбэл тэр гадны байгууллагатай харьцах харьцаанд огтхон ч хамаагүй.

Байгалийн идэвхтэй хөдөлгөөн

Өмнө зүгийн зуны амралтын үеэр бид бараг бүх хүн, далайн усанд орж, медузатай уулзсан. Гэтэл цөөхөн хүмүүс тийрэлтэт хөдөлгүүртэй адилхан амьтдыг хөдөлгөдөг гэж боддог. Далайн плиттон болон авгалдайн зарим зүйл нүүдэллэж байгаа үед эдгээр агрегат шинж чанарын үйл ажиллагааны зарчмыг мөрдөж болно. Эдгээр сээр нуруугүйтнүүдийн үр ашгийг техникийн аргаас илүү өндөр байдаг.

Тийрэлтэт хөдөлгүүр яаж ажилладаг талаар өөр хэнээр зааж чадах вэ? Сорви, наймалж, самар. Ижил төстэй хөдөлгөөнийг бусад олон далайн хясаа хийж гүйцэтгэдэг. Жишээ нь: Cuttlefish. Тэрбээр усныхаа хөндийд ус татаж, юүлүүр рүү буцааж чиглүүлдэг. Тиймээс хясаа нь шаардлагатай үдэшлэгт хөдөлгөөн хийх чадвартай байдаг.

Тийрэлтэт хөдөлгүүрийг ажиллуулах зарчим нь дугуйг хөдөлгөх үед ажиглагдана. Энэ тэнгисийн амьтад усыг өргөн хөндийд авдаг. Үүний дараа түүний бие махбодийн булчингууд нь шингэний нүхийг цоорсон замаар түлхдэг. Үр дүнтэй тийрэлтийн урвал урагш ахих боломжийг олгодог.

Далайн пуужингууд

Гэсэн хэдий ч далайн амьтан тийрэлтэт хөдөлгүүрт хамгийн шилдэг төгс төгөлдөрт хүрч чадсан. Тэр ч байтугай пуужингийн хэлбэрийг хүртэл энэ тэнгисийн амьтдаас хуулбарласан байх. Бага хурдтайгаар хөдөлж байх үедээ далайн амьтан өөрийн алмазан хэлбэртэй нумыг үргэлжлүүлнэ. Гэхдээ хурдан шидэхийн тулд өөрийн "жийп хөдөлгүүр" ашиглах хэрэгтэй болно. Түүний бүх булчин, бие махбодийн үйл ажиллагааны зарчим илүү дэлгэрэнгүй авч үзэх хэрэгтэй.

Толбо нь өвөрмөц мантитай байдаг. Энэ нь түүний биеийн эргэн тойронд булчингийн эд юм. Хөдөлгөөний үеэр энэ манти дээр амьтан маш их хэмжээний ус цацаж, тусгай нарийн цорго ашиглан тийрэлтэт шидэлт огцом унадаг. Ийм арга хэмжээ нь далайн амьтан цагт далан км хүртэл хурдаар урагшлах боломжийг олгодог. Хөдөлгөөний үеэр амьтан нь 10 ширхэг бүх тэмтрүүлийг багцлаад хадгалдаг. Цорго дээр тусгай хавхлаг байдаг. Энэ нь булчингийн агшилтын тусламжтайгаар түүнийг эргүүлж өгдөг. Энэ нь далайн оршин суугч хөдөлгөөний чиглэлийг өөрчлөх боломжийг олгодог. Сауны хөдөлгөөнийг удирдан чиглүүлэх үүргийг түүний тэмтрүүлүүд гүйцэтгэдэг. Тэдгээрийг зүүн, баруун тийш, эсвэл доош чиглүүлэх, янз бүрийн саад бэрхшээлтэй мөргөлдөхөөс зайлсхийх.

Мөөгөнцрийн дунд хамгийн сайн нисгэгчийн нэрийг эзэмшдэг далайн амьтан (stenotevtis) байдаг. Тийрэлтэт хөдөлгүүрийн зарчмыг тайлбарлах - загасыг эрэлхийлж байснаар энэ амьтан заримдаа далай дээгүүр явдаг хөлөг онгоцны тавцан дээр унасан усанд гарч ирдэг гэдгийг ойлгох болно. Үүнийг яаж хийх вэ? Сувилахуйн нисгэгч нь усны элемент дээр байгаа бөгөөд түүнд хамгийн их реактив түлхэлт өгдөг. Энэ нь түүнийг тавин метр хүртэлх долгион дээр нисэх боломжийг олгодог.

Хэрэв бид тийрэлтэт хөдөлгүүртэй гэж үзвэл амьтны үйл ажиллагааны зарчмыг дурдах боломжтой юу? Энэ бол эхний харцаар, уутлаг наймалж. Тэднээс авсан сэлүүрчид нь далайн амьтан шиг хурдан биш боловч аюултай тохиолдолд хурд нь хамгийн шилдэг браузераар ч элбэгэр болно. Цөөн тооны нүүдлийн судалгаанд суралцсан биологичид тийрэлтэт хөдөлгүүр ажиллуулахтай адил хөдөлдөг.

Амьтны юүлүүрээс ус хаяж буй усны урсгал тус бүрийг хоёр эсвэл хоёр метрт зураасаар хий. Энэ тохиолдолд наймалж нь арагшаа чиглэсэн өвөрмөц аргаар явдаг.

Тийрэлтэт хөдөлгүүрийн бусад жишээ

Ургамлын ертөнцөд бас пуужин байдаг. Тийрэлтэт хөдөлгүүрийн зарчим нь маш хөнгөн мэдрэгчтэй байхад "галзуу өргөст хэмх" нь өндөр хурдтай ишнээс үсрэн гарч ирдэг. Энэ тохиолдолд жимс өөрөө эсрэг чиглэлд (12 м хүртэл) зайд нисдэг.

Тийрэлтэт хөдөлгүүрийн зарчим нь завь дотроо ажиглагддаг. Хэрвээ хүнд чулуугаар шидэх тодорхой чиглэлд усан дээр байвал эсрэг чиглэлд хөдөлгөөн эхэлнэ. Энэ зарчим нь пуужин-хөдөлгүүрийн системд зориулагдсан байдаг. Зөвхөн чулуунууд нь зөвхөн гацад ашиглагддаг. Тэд агаарын болон хоосон орон зайд хөдөлгөөнийг баталгаажуулдаг реактив хүч үүсгэдэг.

Сайхан аялал

Онгоцоор нисэх замд хүн төрөлхтөн удаан хугацааны турш мөрөөдөж байсан. Энэ зорилгодоо хүрэхийн тулд янз бүрийн арга хэрэгслийг санал болгосон шинжлэх ухааны уран зохиолчдийн бүтээлүүд үүнийг нотолж байна. Жишээлбэл, Францын зохиолч Hercule Savinin Cyrano de Bergerac-ийн түүхийн баатраа төмөр төмөр вагон дээр хүрч ирсэн бөгөөд хүчтэй соронз байнга хаягдсан байдаг. Алдарт Munchausen нэг гаригт хүрэв. Ачааны аварга том иш нь түүнийг аялахад тусалсан.

МЭӨ-ний эхний мянганы үед Jet-тэй тийрэлтэт хөдөлгүүрийг Хятадад ашигласан. Нэгэн цагт хөгжилтэй зугаа цэнгэлийн пуужингууд нь дарсны хутгаар дүүргэсэн бөөрөнхий хальс байв. Ингээд Ньютоны байгуулсан анхны гаригийн төсөл нь тийрэлтэт хөдөлгүүртэй байсан.

Татварыг бий болгох түүх

Зөвхөн 19-р зууны үед. Космосын тухай хүн төрөлхтний мөрөөдөл нь тодорхой шинж чанаруудыг олж авчээ. Энэ зуунд Оросын хувьсгалч NI Kibalchich тийрэлтэт хөдөлгүүртэй онгоцны дэлхийн анхны төслийг бүтээжээ. Бүх цаасыг Народня Воляны шоронд байрлуулсан бөгөөд Александрыг оролдсоныхоо дараа өөрийгөө баривчилсан юм. Гэвч харамсалтай нь 03.04.1881 дээр Кигичич цаазаар авахуулсан бөгөөд түүний санаа нь практикийг олж чадаагүй байна.

20-р зууны эхээр. ОХУ-ын эрдэмтэн K. E. Tsiolkovsky-аас сансарт ниссэн пуужинг ашиглах санаагаа оруулав. Математик тэгшитгэл хэлбэрээр хувьсах массын биеийн хөдөлгөөнийг анх удаа бичсэн түүний бүтээл 1903 онд хэвлэгдэв. Цаашид эрдэмтэн шингэн түлшээр ажилладаг тийрэлтэт хөдөлгүүрийн маш бүдүүвчийг боловсруулсан.

Тсолковский мөн олон үе шаттай пуужинг зохион бүтээсэн бөгөөд эдгээр сансрын хотуудын ойр орчмын тойрог замыг бий болгох санаагаа илэрхийлсэн. Тсолковский сансрын нислэгийн цорын ганц арга нь пуужин гэдгийг нотолж байна. Өөрөөр хэлбэл, тийрэлтэт хөдөлгүүрээр тоноглогдсон аппарат, түлш, исэлддэг. Ийм пуужин нь хүндийн хүчийг даван туулах чадвартай бөгөөд дэлхийн агаар мандлаас илүү нисч чаддаг.

Сансрын хайгуул

Шинжлэх ухааны тоймд хэвлэгдсэн Тсолковскийн бичсэн өгүүлэлд эрдэмтэд зүүдэндээ нэр хүндтэй болохыг баталжээ. Ямар ч хүн түүний ноцтой зүйлийг авч үзээгүй.

Тсолковскийн санаа нь ЗХУ-ын эрдэмтдийн дүгнэж байсан юм. Сергей Павлович Корольевын тэргүүлсэн тэд анхны хиймэл хиймэл дагуулыг хөөргөжээ. 1957 оны 10-р сарын 4-нд энэ машин нь тийрэлтэт хөдөлгүүрээр тойрог замд орж иржээ. RD-ийн ажил нь шатахуунаар дамжуулж, кинетик энерги рүү шилжих химийн энергийг хувиргахад үндэслэсэн. Энэ тохиолдолд пуужин эсрэг чиглэлд шилждэг.

Олон жилийн туршид ашиглагдаж байсан тийрэлтэт хөдөлгүүр нь зөвхөн сансрын нисэгчид төдийгүй нисэх хүчинд ашиглагдаж байна. Гэхдээ хамгийн гол нь пуужин хөөргөхөд ашигладаг . Эцсийн эцэст, RD нь төхөөрөмжийг ямар нэгэн орчин байхгүй үед зөөж чадна.

Шингэний тийрэлтэт хөдөлгүүр

Галт зэвсэг буудаж явсан эсвэл гаднаас ирсэн энэ үйл явцыг харсан хэн бүхэн хүчээ буцааж түлхэж чадна гэдгийг мэддэг. Илүү их хэмжээний төлбөртэйгээр эргэж буцах нь ихэсч байна. Тийрэлтэт хөдөлгүүр нь бас ажилладаг. Үйл ажиллагааны зарчим нь халуун хийн тийрэлтийн үйлчлэлээс үүдэлтэй ишний араас ойролцоо байна.

Пуужингийн хувьд, доторх хольц нь гал авалцаж, аажмаар үргэлжилдэг. Энэ бол хамгийн энгийн, хатуу түлш хөдөлгүүр юм. Тэрээр бүх пуужингийн загвар зохион бүтээгчидтэй сайн танилцдаг.

Шингэний хөдөлгүүрт хөдөлгүүрт (LRE) шингэн түлш ба исэлдүүлэгчээс бүрдэх холимог нь шингэн эсвэл хөдөлгүүрт тийрэлтэт хөдөлгүүрийг бий болгоход хэрэглэгддэг. Сүүлийнх нь азотын хүчил буюу шингэн хүчилтөрөгч юм. LPRE-ийн түлш нь керосин.

Эхний дээжинд байсан тийрэлтэт хөдөлгүүрийн ажиллагааны зарчим өнөөдрийг хүртэл хадгалагдан үлдсэн. Одоо зөвхөн шингэн устөрөгч хэрэглэдэг. Энэ бодисыг исэлдүүлэхэд эхний имижтэй харьцуулахад тусгай импульс 30% -иар нэмэгддэг. Устєрєгчийг ашиглах санаа нь Тсолковский єєрийнхєє санааг илэрхийлж байгаа юм. Гэсэн хэдий ч энэхүү тэсэрч дэлбэрэх бодистой ажиллахад тулгараад буй хүндрэлүүд нь ердөө л даван туулах чадваргүй байв.

Тийрэлтэт хөдөлгүүрийн зарчим юу вэ? Шатахуун ба исэлдүүлэгч нь тусдаа танкаас ажлын танхим руу ордог. Цаашлаад бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг хольц болгон хувиргадаг. Энэ нь шатаж, хэдэн арван атмосферт даралтын дор асар их хэмжээний дулааныг гаргадаг.

Тийрэлтэт хөдөлгүүрийн ажлын өрөөний бүрэлдэхүүн хэсгүүд өөр өөр байна. Исэлдүүлэгч бодисыг шууд энд танилцуулав. Гэхдээ түлш нь танхим болон цоргоны хананы хоорондох урт замыг дамжуулдаг. Энд халааж, өндөр температуртай хэд хэдэн хушуугаар шаталтын бүс рүү хаядаг. Түүнээс гадна цорго үүссэн тийрэлтэт завсарлага өгч, агаарын хөлгөө түргэвчилсэн завсраар хангадаг. Иймэрхүү төрлийн гүйлтийн хөдөлгүүр нь ямар зарчмыг үйл ажиллагааны зарчмаар тайлбарлах вэ (товч). Энэ тодорхойлолтод олон бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг дурдахгүй бөгөөд ингэснээр ХҮАГ үйл ажиллагаа явуулах боломжгүй болно. Тэдгээрийн дотор компрессорууд шахах, цорго, тэжээлийн турбин гэх мэт шаардлагатай даралтыг бий болгох шаардлагатай байв.

Орчин үеийн хэрэглээ

Тийрэлтэт хөдөлгүүрийн ажил маш их түлш шаарддаг ч LRE өнөөдөр хүмүүст үйлчилсээр байна. Эдгээр нь пуужингийн тээвэрлэгчдийн гол хөдөлгүүрт хөдөлгүүр болж, янз бүрийн сансрын тээврийн хэрэгсэл, тойрог замын станцуудыг сэгсрэв. Нисэх онгоцны хувьд бусад төрлийн татвар тодорхойлох аргууд нь гүйцэтгэлийн шинж чанар, дизайны ялгаатай шинж чанартай байдаг.

Нисэхийн хөгжил

20-р зууны эхэн үеэс Дэлхийн хоёрдугаар дайн гарах хүртэл хүмүүс зөвхөн сэнсний хөдөлгүүрт нисэх онгоцонд ниссэн. Эдгээр машинууд дотоод шаталтын хөдөлгүүрээр тоноглогдсон. Гэсэн хэдий ч ахиц гарсангүй. Түүний хөгжүүлэлтийн хувьд илүү хүчирхэг, хурдан агаарын хөлөг бий болгох шаардлага байсаар байна. Гэсэн хэдий ч нисэх онгоцны дизайнерууд иймэрхүү хүндрэлтэй тулгарч байсан. Үнэн хэрэгтээ хөдөлгүүрийн чадварын багахан өсөлттэй байсан ч онгоцны масс ихээхэн нэмэгдсэн байна. Гэсэн хэдий ч үүссэн нөхцөл байдлаас гарах арга нь англи хүн Frank Will-ийн олж мэдсэн байна. Тэрбээр шинэ хөдөлгүүрийг бүтээж, тийрэлтэт хөдөлгүүр гэж нэрлэдэг. Энэхүү бүтээл нь нисэхийн хөгжилд хүчтэй түлхэц өгсөн юм.

Нисэх онгоцны тийрэлтэт хөдөлгүүрийн зарчим нь галын хоолойнхтой төстэй. Түүний хоолой нь нарийссан төгсгөлтэй. Нарийн цооногоор дамжин өнгөрөхөд ус нь хурдыг ихэсгэдэг. Үүний үр дүнд буцааж даралтын хүч маш хүчтэй байдаг тул гал унтраагч нь гартаа хоолойг барьж чаддаггүй. Усны шинж чанар нь тийрэлтэт хөдөлгүүрийн зарчмын зарчмыг тайлбарлаж чадна.

Шууд урсгал урсац

Энэ төрлийн тийрэлтэт хөдөлгүүр нь хамгийн энгийн. Энэ нь хөдөлгөөнт онгоцонд суурилуулсан нээлттэй төгсгөлтэй хоолой хэлбэртэй байж болно. Урд талд, хөндлөн огтлол нь өргөжиж байна. Энэ загвараас болж ирж буй агаар нь түүний хурдыг багасгаж, даралтыг нэмэгдүүлдэг. Ийм хоолойн хамгийн өргөн газар нь шаталтын камер юм. Энд түлш тарьж, шатаах ажиллагаа үргэлжилж байна. Иймэрхүү процесс нь үүссэн хийн халаалт болон хүчтэй тэлэлтийг дэмждэг. Энэ нь тийрэлтэт хөдөлгүүрийн түлхэцийг бий болгодог. Энэ нь хоолойн нарийн хоолойноос гадагшаа гарахад ижил хий үүсгэдэг. Энэ нь онгоцыг нисэх хүчин зүйл юм.

Хэрэглээний асуудлууд

Шулуун урсгалтай тийрэлтэт хөдөлгүүр нь зарим сул талуудтай. Тэд зөвхөн энэ хавтгай дээр ажиллах боломжтой. Амралтын нөхцөлд байгаа агаарын хөлөг шууд үйл ажиллагааны татварын нөлөөллөөр идэвхжих боломжгүй юм. Ийм онгоц өргөхийн тулд бусад эхлэлийн хөдөлгүүр хэрэгтэй.

Алдааг олж засварлах

Турбын онгоцны тийрэлтэт онгоцны тийрэлтэт хөдөлгүүр нь нисэх онгоцны дизайнерууд хамгийн төгс төгөлдөр онгоц бүтээх боломжийг олгожээ. Энэ шинэ бүтээл хэрхэн ажилладаг вэ?

Turbojet хөдөлгүүрийн үндсэн элемент нь хийн турбин юм. Туслах тусламжтайгаар агаарын компрессор идэвхжиж, шахсан агаарыг тусгай танхим руу чиглүүлдэг. Үүний үр дүнд шатах материалын шаталт (ихэвчлэн керосин) нь турбин дээр ирдэг. Цаашлаад агаарын урсгал нь цорго руу орох бөгөөд өндөр хурдтайгаар хурдасгах ба их хэмжээний реактив зүтгүүрийн хүчин чадлыг бий болгодог.

Эрчим хүчний өсөлт

Реактив зүтгүүрийн хүч богино хугацаанд их хэмжээгээр өсөх боломжтой. Энэ зорилгоор, дараа нь шатаах зуух ашигласан. Энэ нь турбинаас гарч буй хийн урсгал руу түлшний нэмэлт хэмжээг шахах явдал юм. Турбиний ашиглагдаагүй хүчилтөрөгч нь керосиныг шатаахад хувь нэмрээ оруулдаг бөгөөд хөдөлгүүрийн цохилтыг нэмэгдүүлдэг. Өндөр хурдтай үед түүний үнэ 70% -д хүрч, бага хурдтайгаар 25-30% хүрдэг.