Il principio di funzionamento del motore a reazione. Descrizione e dispositivo

Il movimento reattivo è un processo in cui una delle sue parti è separata da un certo corpo con una certa velocità. La forza che si presenta in questo caso funziona da sola, senza il minimo contatto con i corpi esterni. Propulsione a getto fu l'impulso a creare motore a reazione. Il principio del suo funzionamento è basato su questo potere. Come funziona un motore del genere? Proviamo a capirlo.

Fatti storici

L'idea di usare la propulsione a reazione, che avrebbe permesso di superare la forza di gravità della Terra, fu avanzata nel 1903 dal fenomeno della scienza russa - Tsiolkovsky. Ha pubblicato un intero studio su questo argomento, ma non è stato preso sul serio. Konstantin Eduardovich, sopravvissuto al cambiamento del sistema politico, ha trascorso anni di lavoro per dimostrare a tutti il ​​suo caso.

Oggi ci sono molte voci sul fatto che il rivoluzionario Kibalchich sia stato il primo in questo numero. Ma il testamento di questa persona al momento della pubblicazione delle opere di Tsiolkovsky fu sepolto insieme a Kibalchich. Inoltre, non era un lavoro a pieno titolo, ma solo schizzi e schizzi - un rivoluzionario non poteva portare una base affidabile sotto i calcoli teorici delle sue opere.

Come funziona la potenza reattiva?

Per capire come funziona un motore jet, devi capire come funziona questa forza.

Quindi, immagina uno sparo da qualsiasi arma da fuoco. Questo è un chiaro esempio dell'azione del potere reattivo. Un getto di gas caldo, che si è formato durante la combustione di una carica in una cartuccia, spinge indietro l'arma. Più potente è la carica, più forte sarà il rendimento.

E ora immaginiamo il processo di accensione di una miscela combustibile: passa gradualmente e continuamente. Ecco come si presenta il principio di un motore ramjet. Un razzo con un motore a propellente solido funziona in modo simile - questa è la più semplice delle sue varianti. Anche i neofiti dei razzi ne hanno familiarità.

Inizialmente, la polvere nera era usata come carburante per i motori a reazione. I motori a reazione, il cui principio era già più perfetto, richiedevano un combustibile con una base di nitrocellulosa, che veniva sciolta in nitroglicerina. Nelle grandi unità che lanciano razzi, che lanciano navette in orbita, oggi usano una miscela speciale di combustibile polimerico con perclorato di ammonio come ossidante.

Principio di funzionamento di RD

Ora è necessario capire il principio del motore a reazione. Per fare questo, considera i classici - motori fluidi, che non sono cambiati molto dai tempi di Tsiolkovsky. In queste unità vengono utilizzati carburante e ossidante.

Come quest'ultimo, viene utilizzato ossigeno liquido o acido nitrico. Il cherosene è usato come combustibile. I moderni motori criogenici liquidi utilizzano idrogeno liquido. Quando si ossida con l'ossigeno, aumenta l'impulso specifico (fino al 30 percento). L'idea che l'idrogeno potesse essere usato nacque anche nella testa di Tsiolkovsky. Tuttavia, in quel momento, a causa dell'estrema esplosione, è stato necessario trovare un altro carburante.

Il principio di funzionamento è il seguente. I componenti entrano nella camera di combustione da due serbatoi separati. Dopo la miscelazione, si trasformano in una massa che, una volta bruciata, emette un'enorme quantità di calore e decine di migliaia di atmosfere di pressione. L'ossidante è alimentato nella camera di combustione. La miscela di carburante che passa tra le doppie pareti della camera e l'ugello raffredda questi elementi. Inoltre, il carburante, riscaldato dalle pareti, passerà attraverso un numero enorme di iniettori nella zona di accensione. Il getto, che è formato dall'ugello, si rompe. A causa di ciò, il momento di spinta è assicurato.

In breve, il principio di funzionamento di un motore a reazione può essere confrontato con fiamma ossidrica. Tuttavia, il secondo è molto più semplice. Nello schema del suo lavoro non ci sono vari sistemi ausiliari del motore. E questi sono i compressori necessari per creare pressione di iniezione, turbine, valvole e altri elementi, senza i quali il motore a reazione è semplicemente impossibile.

Nonostante il fatto che i motori liquidi consumino molto carburante (il consumo di carburante è di circa 1000 grammi per 200 chilogrammi di carico), vengono comunque utilizzati come missili da crociera per i veicoli di lancio e le manovre di smistamento per le stazioni orbitali, nonché altri apparati spaziali.

dispositivo

Organizzato un tipico motore a reazione come segue. I suoi nodi principali sono:

- compressore;

- camera per la combustione;

- turbine;

- sistema di scarico.

Considera questi elementi in maggior dettaglio. Il compressore è composto da diverse turbine. Il loro compito è quello di succhiare e comprimere l'aria mentre passa attraverso le lame. Nel processo di compressione aumenta la temperatura e la pressione dell'aria. Parte di questa aria compressa viene alimentata nella camera di combustione. Mescola l'aria con il carburante e si accende. Questo processo aumenta ulteriormente l'energia termica.

La miscela lascia la camera di combustione ad alta velocità e poi si espande. Quindi segue un'altra turbina, le cui lame ruotano a causa degli effetti dei gas. Questa turbina, collegata al compressore, si trova di fronte all'unità e la mette in movimento. L'aria riscaldata alle alte temperature esce attraverso il sistema di scarico. La temperatura, già piuttosto elevata, continua a crescere a causa dell'effetto della strozzatura. Quindi l'aria esce completamente.

Motore aeronautico

Anche l'aereo usa questi motori. Ad esempio, in enormi fodere passeggeri, sono installate unità a turbogetto. Differiscono dalla solita presenza di due serbatoi. In uno è il carburante, e nell'altro - l'ossidante. Allo stesso tempo, il motore a turbogetto trasporta solo carburante e l'aria che viene iniettata dall'atmosfera viene utilizzata come ossidante.

Motore a turbogetto

Il principio di funzionamento del motore a reazione del velivolo si basa sulla stessa forza reattiva e sulle stesse leggi della fisica. La parte più importante sono le pale della turbina. La potenza finale dipende dalla dimensione della lama.

È grazie alle turbine prodotte dalla spinta, necessaria per accelerare l'aeromobile. Ciascuna delle pale è dieci volte più potente di un normale motore di un'auto. Le turbine sono installate dopo la camera di combustione, dove la pressione più alta. E la temperatura qui può raggiungere uno e mezzo migliaio.

Taxiway a doppio circuito

Queste unità hanno molti vantaggi rispetto ai turboreattori. Ad esempio, ridurre significativamente il consumo di carburante alla stessa potenza.

Ma il motore stesso ha una struttura più complessa e più peso.

E il principio di funzionamento di un motore a getto a due circuiti è leggermente diverso. L'aria intrappolata dalla turbina viene parzialmente compressa e alimentata al primo circuito al compressore e alla seconda alle pale fisse. La turbina funziona come un compressore a bassa pressione. Nel primo circuito del motore l'aria viene compressa e riscaldata, quindi attraverso un compressore ad alta pressione viene immessa nella camera di combustione. Ecco una miscela con carburante e accensione. Vengono generati gas, che vengono alimentati alla turbina ad alta pressione, a causa della quale ruotano le pale della turbina, che a loro volta alimentano movimento rotatorio sul compressore ad alta pressione. Quindi i gas passano attraverso una turbina a bassa pressione. Quest'ultima guida il ventilatore e, infine, i gas escono, creando voglie.

RD sincrono

Questi sono motori elettrici. Il principio di funzionamento di un motore a reazione sincrono è simile al funzionamento di un'unità stepper. La corrente alternata viene alimentata allo statore e crea un campo magnetico attorno al rotore. Quest'ultimo ruota a causa del fatto che cerca di minimizzare la resistenza magnetica. Questi motori non sono legati all'esplorazione dello spazio e al lancio di navette.