기술의 제트 추진. 제트 엔진. 동물계의 제트 추진의 예 생명과 자연에 제트 추진의 적용

자연과 기술의 제트 추진

물리학 초록

반동 운동은 신체의 일부가 특정 속도로 신체에서 분리될 때 발생하는 운동입니다.

반력은 외부 물체와의 상호 작용 없이 발생합니다.

애플리케이션 제트 추진자연 속에서

우리 중 많은 사람들이 바다에서 수영을 하다가 해파리를 만난 적이 있습니다. 어쨌든 흑해에는 그것들이 충분히 있습니다. 그러나 해파리도 제트 추진력을 사용하여 움직인다고 생각하는 사람은 거의 없습니다. 또한 잠자리 유충과 일부 해양 플랑크톤이 이동하는 방식도 이와 같습니다. 그리고 종종 제트 추진을 사용할 때 해양 무척추 동물의 효율성은 기술 발명의 효율성보다 훨씬 높습니다.

제트 추진은 문어, 오징어, 오징어 등 많은 연체동물이 사용합니다. 예를 들어, 바다 가리비 연체 동물은 밸브가 급격히 압축되는 동안 껍질에서 튀어 나온 물줄기의 반력으로 인해 앞으로 움직입니다.

문어

오징어

대부분의 두족류와 마찬가지로 오징어는 다음과 같은 방식으로 물 속에서 움직입니다. 그녀는 측면 슬릿과 몸 앞의 특수 깔때기를 통해 물을 아가미 구멍으로 가져온 다음 깔때기를 통해 힘차게 물줄기를 뿜어냅니다. 오징어는 깔대기 관을 옆이나 뒤로 향하게 하고 빠르게 물을 짜내며 안으로 들어갈 수 있습니다. 다른 측면.

살파는 몸이 투명한 해양 동물로, 움직일 때 앞쪽 구멍을 통해 물을 받아들이고 물은 넓은 구멍으로 들어가고 그 안에는 아가미가 대각선으로 뻗어 있습니다. 동물이 물을 많이 마시면 ​​구멍이 닫힙니다. 그런 다음 수액의 종근과 횡근이 수축하고 몸 전체가 수축하며 물이 뒤쪽 구멍을 통해 밀려 나옵니다. 탈출하는 제트기의 반응으로 살파가 앞으로 밀려납니다.

오징어의 제트 엔진이 가장 흥미롭습니다. 오징어는 무척추동물 중 가장 크다. 바다 깊이. 오징어는 제트기 항해에서 가장 높은 완성도를 달성했습니다. 그들도 자기 몸이 있구나 외부 형태로켓을 복사합니다(또는 이 문제에 있어 논쟁의 여지가 없는 우선순위를 갖고 있기 때문에 로켓은 오징어를 복사하는 것이 더 좋습니다). 천천히 움직일 때 오징어는 주기적으로 구부러지는 커다란 다이아몬드 모양의 지느러미를 사용합니다. 제트 엔진을 사용하여 빠르게 던집니다. 근육 조직 - 맨틀은 연체 동물의 몸을 모든면에서 둘러싸고 있으며 구멍의 부피는 오징어 몸 부피의 거의 절반입니다. 동물은 맨틀강 내부의 물을 빨아들인 후 좁은 노즐을 통해 날카롭게 물의 흐름을 내뿜고 고속으로 밀어 뒤로 이동합니다. 동시에 오징어의 촉수 10개는 모두 머리 위로 매듭으로 모여 유선형을 이루고 있습니다. 노즐에는 특수 밸브가 장착되어 있으며 근육이 회전하여 이동 방향을 변경할 수 있습니다. 오징어 엔진은 매우 경제적이며 최대 60~70km/h의 속도에 도달할 수 있습니다. (일부 연구자들은 최대 150km/h까지 가능하다고 믿습니다!) 오징어가 "살아있는 어뢰"라고 불리는 것은 당연합니다. 묶인 촉수를 오른쪽, 왼쪽, 위 또는 아래로 구부리면 오징어가 한 방향 또는 다른 방향으로 회전합니다. 이러한 핸들은 동물 자체에 비해 매우 크기 때문에 오징어가 최고 속도에서도 장애물과의 충돌을 쉽게 피할 수 있도록 약간의 움직임만으로도 충분합니다. 스티어링 휠을 급격하게 돌리면 수영 선수가 반대 방향으로 돌진합니다. 그래서 그는 깔때기의 끝부분을 뒤로 구부리고 이제 머리를 먼저 미끄러뜨립니다. 그는 그것을 오른쪽으로 구부렸고 제트 푸시로 인해 그를 왼쪽으로 던졌습니다. 그러나 빨리 수영해야 할 때 깔때기는 항상 촉수 사이에 튀어 나와 있으며 오징어는 가재가 달리는 것처럼 꼬리를 먼저 돌진합니다. 경주자의 민첩성을 부여받은 빠른 보행자입니다.

서두를 필요가 없으면 오징어와 오징어가 헤엄 치고 지느러미를 물결칩니다. 작은 파도가 앞뒤로 지나가고 동물은 우아하게 미끄러지며 때때로 맨틀 아래에서 쏟아지는 물줄기로 몸을 밀어냅니다. 그러면 물줄기가 분출되는 순간 연체동물이 받는 개별적인 충격이 명확하게 보입니다. 일부 두족류는 시속 55km의 속도에 도달할 수 있습니다. 직접적인 측정을 한 사람은 없는 것 같지만 이는 날아다니는 오징어의 속도와 비행 범위로 판단할 수 있습니다. 그리고 문어의 가족 중에는 그러한 재능이 있다는 것이 밝혀졌습니다! 연체동물 중 최고의 조종사는 오징어 Stenoteuthis입니다. 영국 선원들은 이것을 Flying Squid(“Flying Squid”)라고 부릅니다. 이것은 청어만한 크기의 작은 동물입니다. 그것은 종종 물 밖으로 튀어나와 화살처럼 표면을 스쳐 지나갈 정도로 빠른 속도로 물고기를 쫓습니다. 그는 참치와 고등어와 같은 포식자로부터 생명을 구하기 위해이 트릭을 사용합니다. 물 속에서 최대 제트 추력을 개발한 파일럿 오징어는 공중으로 이륙하여 50미터가 넘는 파도 위를 날아갑니다. 살아있는 로켓 비행의 정점은 물 위로 너무 높아서 날아다니는 오징어는 종종 바다를 항해하는 선박의 갑판에 도달하게 됩니다. 4~5미터는 오징어가 하늘로 솟아오르는 기록적인 높이가 아닙니다. 때로는 더 높이 날아갈 때도 있습니다.

영국 연체동물 연구자 Dr. Rees는 다음과 같이 설명했습니다. 과학 기사공중에서 상당한 거리를 날아간 오징어 (길이 16cm)가 물 위로 거의 7m 솟아 오른 요트 다리에 떨어졌습니다.

많은 비행 오징어가 반짝이는 폭포 속에서 배에 떨어지는 일이 발생합니다. 고대 작가 트레비우스 니제르(Trebius Niger)는 갑판에 떨어진 날아다니는 오징어의 무게로 인해 배가 가라앉았다는 슬픈 이야기를 한 적이 있습니다. 오징어는 가속 없이 이륙할 수 있습니다.

문어도 날 수 있습니다. 프랑스의 자연주의자인 Jean Verani는 평범한 문어가 수족관에서 가속하다가 갑자기 물 밖으로 뒤로 튀어 나오는 모습을 보았습니다. 그는 공중에서 약 5미터 길이의 호를 묘사한 후 다시 수족관으로 뛰어들었습니다. 점프 속도를 높일 때 문어는 제트 추력으로 인해 움직일뿐만 아니라 촉수로 노를 저었습니다.
헐렁한 문어는 물론 오징어보다 수영 능력이 떨어지지만 중요한 순간에는 최고의 단거리 선수에게 기록적인 수준을 보여줄 수 있습니다. 캘리포니아 수족관 직원이 게를 공격하는 문어의 사진을 찍으려고 했습니다. 문어는 최고 속도로 촬영할 때에도 필름에 항상 기름이 묻어 있을 정도로 빠른 속도로 먹이를 향해 돌진했습니다. 이것은 던지기가 100분의 1초 동안 지속되었다는 것을 의미합니다! 일반적으로 문어는 상대적으로 천천히 헤엄칩니다. 문어의 이동을 연구한 Joseph Seinl은 다음과 같이 계산했습니다. 크기가 0.5m인 문어는 시속 약 15km의 평균 속도로 바다를 헤엄칩니다. 깔대기 밖으로 던져진 각 물 제트는 물을 2~2.5m 앞으로(또는 문어가 뒤로 헤엄치기 때문에 뒤로) 밀어냅니다.

제트 운동은 식물 세계에서도 찾아볼 수 있습니다. 예를 들어, "미친 오이"의 익은 열매는 살짝만 닿으면 줄기에서 튕겨 나가고 씨앗이 들어있는 끈적한 액체가 결과 구멍에서 강제로 배출됩니다. 오이 자체는 반대 방향으로 최대 12m까지 날아갑니다.

운동량 보존의 법칙을 알면 운동 속도를 스스로 바꿀 수 있습니다. 열린 공간. 당신이 배 안에 있고 무거운 돌이 여러 개 있다면 특정 방향으로 돌을 던지면 반대 방향으로 이동하게 됩니다. 우주에서도 똑같은 일이 일어날 것이지만 그곳에서는 이를 위해 제트 엔진을 사용합니다.

총에서 총을 쏘면 반동이 동반된다는 것은 누구나 알고 있습니다. 총알의 무게가 총의 무게와 같다면, 총알은 같은 속도로 날아갈 것입니다. 반동은 방출된 가스 질량이 반력을 생성하기 때문에 발생하며, 이로 인해 공기와 공기가 없는 공간 모두에서 움직임이 보장될 수 있습니다. 그리고 흐르는 가스의 질량과 속도가 클수록 우리 어깨가 느끼는 반동력도 커지고 총의 반력이 강할수록 반력도 커집니다.

제트 추진 기술의 응용

수세기 동안 인류는 우주 비행을 꿈꿔왔습니다. 공상과학 작가들은 이 목표를 달성하기 위해 다양한 수단을 제안했습니다. 17 세기에는 프랑스 작가 Cyrano de Bergerac의 달 비행에 관한 이야기가 등장했습니다. 이 이야기의 주인공은 철제 수레를 타고 달에 도착했는데, 그 수레를 계속해서 던졌습니다. 강한 자석. 그에게 끌린 수레는 달에 도달할 때까지 지구 위로 점점 더 높이 떠올랐습니다. 그리고 먼하우젠 남작은 콩줄기를 타고 달에 올랐다고 합니다.

서기 1천년 말에 중국은 로켓에 동력을 공급하는 제트 추진 장치를 발명했습니다. 화약으로 가득 찬 대나무 튜브는 재미로도 사용되었습니다. 최초의 자동차 프로젝트 중 하나는 제트 엔진을 사용하는 것이었고 이 프로젝트는 Newton의 소유였습니다.

인간 비행을 목적으로 한 세계 최초의 제트기 프로젝트의 저자는 러시아 혁명가 N.I였습니다. 키발 치치. 그는 1881년 4월 3일 알렉산드르 2세 암살 시도에 가담했다는 이유로 처형당했다. 그는 사형을 선고받은 후 감옥에서 자신의 프로젝트를 개발했습니다. Kibalchich는 다음과 같이 썼습니다. “저는 죽기 며칠 전에 감옥에 있는 동안 이 프로젝트를 쓰고 있습니다. 나는 내 생각의 실현 가능성을 믿으며, 이 믿음이 나의 끔찍한 상황에서 나를 뒷받침해 줍니다... 나는 내 생각이 나와 함께 죽지 않을 것임을 알기에 침착하게 죽음을 맞이할 것입니다.”

우주 비행에 로켓을 사용한다는 아이디어는 러시아 과학자 Konstantin Eduardovich Tsiolkovsky가 금세기 초에 제안했습니다. 1903년에 칼루가 체육관 교사 K.E.의 기사가 출판되었습니다. Tsiolkovsky "반응 장비를 사용한 세계 공간 탐험." 이 연구에는 우주 비행에 대한 가장 중요한 수학 방정식이 포함되어 있으며, 현재는 "치올코프스키 공식"으로 알려져 있으며, 이는 가변 질량 몸체의 운동을 설명합니다. 이어 액체연료 로켓엔진 설계를 개발하고 다단 로켓 설계를 제안하며 저궤도에 우주도시 전체를 건설할 수 있다는 아이디어를 표현했다. 그는 중력을 극복할 수 있는 유일한 장치는 로켓이라는 것을 보여주었습니다. 장치 자체에 있는 연료와 산화제를 사용하는 제트 엔진이 장착된 장치입니다.

제트 엔진은 연료의 화학적 에너지를 가스 제트의 운동 에너지로 변환하는 엔진으로, 엔진은 반대 방향으로 속도를 얻습니다.

K.E. Tsiolkovsky의 아이디어는 학자 Sergei Pavlovich Korolev의 지도력하에 소련 과학자들에 의해 구현되었습니다. 역사상 최초의 인공지구위성은 1957년 10월 4일 소련에서 로켓으로 발사됐다.

제트 추진의 원리가 널리 사용됩니다. 실제 적용항공 및 우주 비행 분야. 우주 공간에는 신체가 상호 작용하여 속도의 방향과 크기를 변경할 수 있는 매체가 없으므로 우주 비행에는 로켓과 같은 제트 항공기만 사용할 수 있습니다.

로켓 장치

로켓의 운동은 운동량 보존의 법칙에 기초합니다. 어느 시점에 어떤 물체가 로켓에서 떨어져 나가면 동일한 추진력을 얻지만 반대 방향으로 향하게 됩니다.

디자인에 관계없이 모든 로켓에는 항상 산화제가 포함된 껍질과 연료가 있습니다. 로켓 껍질에는 페이로드가 포함되어 있습니다. 이 경우이것은 우주선입니다), 계기실 및 엔진(연소실, 펌프 등)입니다.

로켓의 주요 질량은 산화제가 포함된 연료입니다(우주에는 산소가 없기 때문에 연료 연소를 유지하려면 산화제가 필요합니다).

연료와 산화제는 펌프를 사용하여 연소실에 공급됩니다. 연료는 연소되면 가스로 변합니다. 고온그리고 고압. 연소실과 우주 공간의 큰 압력 차이로 인해 연소실의 가스는 노즐이라고 불리는 특수 모양의 소켓을 통해 강력한 제트로 분출됩니다. 노즐의 목적은 제트 속도를 높이는 것입니다.

로켓이 발사되기 전의 운동량은 0입니다. 연소실의 가스와 로켓의 다른 모든 부분의 상호 작용의 결과로 노즐을 통해 빠져나가는 가스는 약간의 충격을 받습니다. 그러면 로켓은 폐쇄형 시스템이고 발사 후 총 운동량은 0이 되어야 합니다. 따라서 그 안에 있는 로켓의 전체 껍질은 가스의 충격과 크기는 동일하지만 방향은 반대인 충격을 받습니다.

전체 로켓의 발사 및 가속을 위해 설계된 로켓의 가장 큰 부분을 첫 번째 단계라고 합니다. 다단계 로켓의 첫 번째 대규모 단계가 가속 중에 모든 연료 보유량을 소진하면 분리됩니다. 추가 가속은 덜 큰 두 번째 단계에서 계속되며, 이전에 첫 번째 단계의 도움으로 달성한 속도에 더 많은 속도를 추가한 다음 분리됩니다. 세 번째 단계에서는 계속해서 속도를 필요한 값으로 높이고 페이로드를 궤도로 전달합니다.

우주를 비행한 최초의 사람은 소련 시민인 유리 알렉세예비치 가가린(Yuri Alekseevich Gagarin)이었습니다. 1961년 4월 12일 그는 보스토크 위성을 타고 지구를 일주했습니다.

소련의 로켓은 최초로 달에 도달하고, 달 주위를 돌며 지구에서 보이지 않는 달의 측면을 촬영했으며, 금성에 최초로 도달하여 과학 장비를 달 표면으로 전달했습니다. 1986년 소련 우주선 베가 1호와 베가 2호가 76년에 한 번씩 태양에 접근하는 핼리 혜성을 면밀히 조사했습니다.

가장 좋은 시나리오는 시정을 요구하는 것입니다...” R. Feynman Even 간략한 개요기술 발전의 역사는 눈사태 같은 발전의 놀라운 사실을 보여줍니다. 현대 과학그리고 모든 인류 역사의 규모에 맞는 기술. 인간이 석기에서 금속으로 전환하는 데 약 200만년이 걸렸다면; 견고한 나무 휠에서 허브가 있는 휠로 개선, ...

수세기 동안 잃어버린 모스크바는 러시아 과학과 문화의 중심이었으며 앞으로도 항상 중심이 될 것이며 전 세계를 향한 문화 및 과학 운동에서 항상 열려있을 것입니다." * "과학 역사 속의 모스크바 기술" - 그게 바로 그거야 연구 프로젝트(S.S. Ilizarov가 이끄는), 자연 과학 기술사 연구소에서 수행했습니다. 러시아 과학 아카데미의 S.I. Vavilov는 다음의 지원을 받았습니다.

다양한 물리 광학 분야에서 수년간 연구한 결과입니다. 이는 과학자들이 마이크로광학(micro-optics)이라고 부르는 광학의 새로운 방향을 위한 토대를 마련했습니다. Vavilov는 자연 과학 철학과 과학사 문제에 큰 관심을 기울였습니다. 그는 M.V. Lomonosov, V.V. Petrov 및 L. Euler의 과학적 유산을 개발, 출판 및 홍보한 것으로 알려져 있습니다. 그 과학자는 역사위원회를 이끌었습니다.

자연과 기술의 제트 운동은 매우 일반적인 현상입니다. 자연적으로 신체의 한 부분이 다른 부분에서 특정 속도로 분리될 때 발생합니다. 이 경우 반력은 주어진 유기체와 외부 물체의 상호 작용없이 나타납니다.

무엇인지 이해하기 위해서는 우리 얘기 중이야, 예를 참조하는 것이 가장 좋습니다. 자연과 기술에는 수많은 것이 있습니다. 먼저 동물이 그것을 어떻게 사용하는지, 그리고 그것이 기술에 어떻게 사용되는지에 대해 이야기하겠습니다.

해파리, 잠자리 유충, 플랑크톤 및 연체동물

많은 사람들이 바다에서 수영을 하다가 해파리를 발견했습니다. 흑해에는 어쨌든 충분합니다. 그러나 해파리가 제트 추진력을 이용해 움직인다는 사실을 모든 사람이 깨닫지는 못했습니다. 잠자리 유충과 해양 플랑크톤의 일부 대표자들도 동일한 방법을 사용합니다. 이를 활용하는 무척추 해양동물의 효율성은 기술적 발명의 효율성보다 훨씬 높은 경우가 많습니다.

많은 연체동물은 우리가 관심을 갖는 방식으로 움직입니다. 예로는 오징어, 오징어, 문어 등이 있습니다. 특히 가리비조개는 밸브가 급격하게 압축될 때 껍질에서 분출되는 물줄기를 이용해 앞으로 이동할 수 있습니다.

그리고 이것은 "일상 생활, 자연 및 기술에서의 제트 추진"이라는 주제를 드러내면서 주어질 수 있는 동물계의 삶의 몇 가지 예일 뿐입니다.

오징어는 어떻게 움직일까요?

이와 관련하여 오징어도 매우 흥미 롭습니다. 많은 두족류와 마찬가지로 다음과 같은 메커니즘을 사용하여 물 속에서 움직입니다. 오징어는 몸 앞쪽에 있는 특수 깔때기와 측면 슬릿을 통해 물을 아가미 구멍으로 가져옵니다. 그런 다음 그녀는 그것을 깔때기를 통해 힘차게 던졌습니다. 오징어는 깔때기 관을 뒤로 또는 옆으로 향하게 합니다. 움직임은 다른 방향으로 수행될 수 있습니다.

살파가 사용하는 방식

살파가 사용하는 방식도 궁금하다. 몸이 투명한 바다동물의 이름이다. 움직일 때 살파는 앞쪽 구멍을 이용해 물을 끌어당깁니다. 물은 결국 넓은 구멍으로 들어가고 그 안에 아가미가 대각선으로 위치합니다. 살파가 물을 많이 마시면 ​​구멍이 닫힙니다. 가로 및 세로 근육이 수축하여 동물의 몸 전체를 압축합니다. 뒤쪽 구멍을 통해 물이 밀려 나옵니다. 동물은 흐르는 제트의 반응으로 인해 앞으로 나아갑니다.

오징어 - "살아있는 어뢰"

아마도 가장 흥미로운 것은 오징어가 가지고 있는 제트 엔진일 것입니다. 이 동물은 깊은 바다에 사는 무척추 동물의 가장 큰 대표자로 간주됩니다. 오징어는 제트기 항해에서 진정한 완벽함을 달성했습니다. 이 동물들의 몸조차도 외형이 로켓과 비슷합니다. 또는 오히려 이 로켓은 오징어를 모방한 것입니다. 왜냐하면 이 문제에 있어서 확실한 우위를 차지하는 것은 오징어이기 때문입니다. 천천히 움직여야 할 경우 동물은 때때로 구부러지는 커다란 다이아몬드 모양의 지느러미를 사용합니다. 빠른 던지기가 필요할 경우 제트 엔진이 구출됩니다.

연체 동물의 몸은 근육 조직인 맨틀로 사방이 둘러싸여 있습니다. 동물 몸 전체 부피의 거의 절반이 구멍의 부피입니다. 오징어는 맨틀 구멍을 이용해 내부의 물을 빨아들여 움직입니다. 그런 다음 그는 좁은 노즐을 통해 모인 물의 흐름을 날카롭게 버립니다. 그 결과 고속으로 뒤로 밀립니다. 동시에 오징어는 유선형 모양을 얻기 위해 10개의 촉수를 모두 머리 위로 매듭으로 접습니다. 노즐에는 특수 밸브가 포함되어 있으며 동물의 근육이 이를 돌릴 수 있습니다. 따라서 이동 방향이 변경됩니다.

인상적인 오징어 속도

오징어 엔진은 매우 경제적이라고 말할 수 있습니다. 도달할 수 있는 속도는 60~70km/h에 이릅니다. 일부 연구자들은 최대 150km/h까지 도달할 수 있다고 믿고 있습니다. 보시다시피, 오징어를 "살아있는 어뢰"라고 부르는 것은 아무것도 아닙니다. 다발로 접힌 촉수를 아래, 위, 왼쪽, 오른쪽으로 구부려 원하는 방향으로 회전할 수 있습니다.

오징어는 움직임을 어떻게 제어합니까?

오징어는 동물 자체의 크기에 비해 핸들이 매우 크기 때문에 핸들을 조금만 움직여도 장애물과의 충돌을 쉽게 피하고 최고 속도로 움직일 수 있습니다. 급격하게 돌리면 동물은 즉시 반대 방향으로 돌진합니다. 오징어는 깔때기 끝을 뒤로 구부려 결과적으로 머리가 먼저 미끄러질 수 있습니다. 오른쪽으로 구부리면 제트 추력에 의해 왼쪽으로 던져집니다. 그러나 빠르게 수영해야 할 경우 깔때기는 항상 촉수 바로 사이에 위치합니다. 이 경우 동물은 경주자의 민첩성을 가지고 있다면 빠르게 움직이는 가재가 달리는 것처럼 꼬리부터 먼저 돌진합니다.

서두를 필요가 없을 때에는 오징어와 오징어가 지느러미를 흔들며 헤엄칩니다. 미니어처 파도가 앞뒤로 가로질러 흐릅니다. 오징어와 갑오징어가 우아하게 미끄러진다. 그들은 때때로 맨틀 아래에서 뿜어져 나오는 물줄기를 이용해 자신을 밀어낼 뿐입니다. 물줄기가 분출되는 동안 연체동물이 받는 개별 충격은 그러한 순간에 명확하게 볼 수 있습니다.

날아다니는 오징어

일부 두족류는 최대 55km/h까지 가속할 수 있습니다. 누구도 직접적으로 측정한 적이 없는 것 같지만, 날아다니는 오징어의 범위와 속도를 토대로 그러한 수치를 알 수 있습니다. 그런 사람들이 있다는 것이 밝혀졌습니다. Stenoteuthis 오징어는 모든 연체동물 중에서 최고의 조종사입니다. 영국 선원들은 이를 플라잉 오징어(Flying Squid)라고 부른다. 위에 제시된 사진의이 동물은 크기가 청어 크기 정도로 작습니다. 그것은 물고기를 너무 빨리 쫓아서 종종 물 밖으로 튀어나와서 마치 화살처럼 표면을 스쳐 지나갑니다. 그는 고등어와 참치와 같은 포식자로부터 위험에 처했을 때도 이 트릭을 사용합니다. 물 속에서 최대 제트 추력을 발휘한 오징어는 공중으로 솟아올라 파도 위로 50m 이상 날아갑니다. 날아갈 때 높이가 너무 높아서 자주 날아다니는 오징어가 배의 갑판에 올라오게 됩니다. 4-5 미터의 높이는 결코 그들에게 기록이 아닙니다. 때로는 날아다니는 오징어가 더 높이 날아가는 경우도 있습니다.

영국의 연체동물 연구자인 Rees 박사는 자신의 과학 기사에서 몸길이가 16cm에 불과한 이 동물의 대표자를 묘사했습니다. 그러나 그는 공중을 통해 상당한 거리를 날 수 있었고 그 후 땅에 착륙했습니다. 요트의 다리. 그리고 이 다리의 높이는 거의 7미터에 달했습니다!

한꺼번에 많은 날아다니는 오징어들에게 배를 공격하는 경우가 있습니다. 고대 작가 트레비우스 니제르(Trebius Niger)는 바다 동물의 무게를 견디지 ​​못하고 가라앉는 배에 관한 슬픈 이야기를 한 적이 있습니다. 흥미롭게도 오징어는 가속 없이도 이륙할 수 있습니다.

날아다니는 문어

문어는 또한 날 수 있는 능력을 가지고 있습니다. 프랑스의 박물학자인 장 베라니(Jean Verani)는 그 중 한 마리가 자신의 수족관에서 속도를 높이다가 갑자기 물 밖으로 뛰어오르는 것을 지켜보았습니다. 그 동물은 공중에서 약 5미터 정도의 호를 그리며 수족관 안으로 뛰어내렸습니다. 점프에 필요한 속도를 얻은 문어는 제트 추력 덕분에 움직였습니다. 그것은 또한 촉수로 노를 저었습니다. 문어는 헐렁해서 오징어보다 수영 능력이 떨어지지만 중요한 순간에 이 동물은 최고의 단거리 선수에게 유리한 출발을 제공할 수 있습니다. 캘리포니아 수족관 직원들은 게를 공격하는 문어의 사진을 찍고 싶었습니다. 그러나 먹이를 향해 돌진하는 문어는 특수 모드를 사용해도 사진이 흐려질 정도로 속도가 빨라졌습니다. 이것은 던지는 시간이 단 몇 초밖에 지속되지 않았음을 의미합니다!

그러나 문어는 대개 아주 천천히 헤엄칩니다. 문어의 이동을 연구한 과학자 Joseph Seinl은 크기가 0.5m인 문어가 평균 시속 약 15km의 속도로 헤엄친다는 사실을 발견했습니다. 깔대기에서 뿜어내는 물의 각 제트는 약 2-2.5m 정도 앞으로(더 정확하게는 뒤로 헤엄치기 때문에 뒤로) 추진됩니다.

"오이 물총"

자연과 기술의 반응적 움직임은 식물 세계의 예를 사용하여 설명할 수 있습니다. 가장 유명한 것 중 하나는 소위 익은 과일입니다. 조금만 건드려도 줄기에서 튀어 나옵니다. 그런 다음 결과 구멍에서 씨앗이 포함된 특수 끈적끈적한 액체가 큰 힘으로 배출됩니다. 오이 자체는 최대 12m 거리에서 반대 방향으로 날아갑니다.

운동량 보존 법칙

자연과 기술의 제트 운동을 고려할 때 반드시 이에 대해 이야기해야 합니다. 지식을 통해 우리는 특히 열린 공간에 있을 때 이동 속도를 변경할 수 있습니다. 예를 들어, 당신은 보트에 앉아 있고 몇 개의 돌을 가지고 있습니다. 당신이 그들을 던지면 특정 쪽, 보트는 반대 방향으로 움직일 것입니다. 이 법칙은 우주 공간에도 적용됩니다. 그러나 이러한 목적을 위해 그들은 다음을 사용합니다.

제트 추진의 다른 예는 자연과 기술에서 볼 수 있습니까? 운동량 보존의 법칙은 총의 예를 통해 매우 잘 설명됩니다.

아시다시피, 그 총에는 항상 반동이 동반됩니다. 총알의 무게가 총의 무게와 같다고 가정해 봅시다. 이 경우, 그들은 같은 속도로 날아갈 것입니다. 반동은 던져진 질량이 있기 때문에 반력이 생성되기 때문에 발생합니다. 이 힘 덕분에 공기가 없는 공간과 공중 모두에서 움직임이 보장됩니다. 흐르는 가스의 속도와 질량이 클수록 우리 어깨가 느끼는 반동력도 커집니다. 따라서 총의 반력이 강할수록 반력이 높아집니다.

우주로 날아가는 꿈

자연과 기술의 제트 추진은 수년 동안 과학자들에게 새로운 아이디어의 원천이었습니다. 수세기 동안 인류는 우주로 날아가는 꿈을 꾸어왔습니다. 자연과 기술에서 제트 추진력을 사용하는 것은 결코 그 자체로 소진되지 않았다고 가정해야 합니다.

그리고 모든 것은 꿈에서 시작되었습니다. 몇 세기 전에 SF 작가들은 우리에게 이 원하는 목표를 달성하는 방법에 대한 다양한 수단을 제공했습니다. 17세기 프랑스 작가 시라노 드 베르주라크(Cyrano de Bergerac)는 달로의 비행에 관한 이야기를 창작했습니다. 그의 영웅은 철제 수레를 이용해 지구의 위성에 도달했습니다. 그는 이 구조물 위에 끊임없이 강한 자석을 던졌습니다. 그에게 끌린 수레는 지구 위로 점점 더 높이 올라갔습니다. 마침내 그녀는 달에 도착했습니다. 또 다른 유명한 캐릭터인 바론 뮌하우젠(Baron Munchausen)은 콩줄기를 이용해 달에 올라갔습니다.

물론 그 당시에는 자연과 기술에서 제트 추진력을 사용하면 삶이 어떻게 더 쉬워질 수 있는지에 대해 알려진 바가 거의 없었습니다. 그러나 공상의 비행은 확실히 새로운 지평을 열었습니다.

뛰어난 발견으로 가는 길

서기 1000년 말 중국에서. 이자형. 로켓에 동력을 공급하기 위해 제트 추진 장치를 발명했습니다. 후자는 화약으로 채워진 단순한 대나무 관이었습니다. 이 로켓은 재미로 발사되었습니다. 제트 엔진은 최초의 자동차 설계 중 하나에 사용되었습니다. 이 아이디어는 뉴턴의 것이었습니다.

N.I.는 또한 자연과 기술에서 제트 운동이 어떻게 발생하는지 생각했습니다. 키발 치치. 이것은 인간 비행을 목적으로 한 첫 번째 제트기 프로젝트의 저자이자 러시아 혁명가입니다. 불행하게도 혁명가는 1881년 4월 3일에 처형되었습니다. Kibalchich는 Alexander II 암살 시도에 가담했다는 비난을 받았습니다. 이미 감옥에서 사형 집행을 기다리는 동안 그는 물체의 일부가 분리될 때 발생하는 자연과 기술의 제트 운동과 같은 흥미로운 현상을 계속 연구했습니다. 이러한 연구의 결과로 그는 자신의 프로젝트를 개발했습니다. Kibalchich는 이 아이디어가 자신의 입장을 뒷받침한다고 썼습니다. 그는 그러한 중요한 발견이 그와 함께 죽지 않을 것임을 알고 침착하게 자신의 죽음에 직면할 준비가 되어 있습니다.

우주 비행 아이디어의 실현

자연과 기술에서 제트 추진력의 발현은 K. E. Tsiolkovsky에 의해 계속 연구되었습니다 (그의 사진은 위에 제시되어 있습니다). 20세기 초, 이 위대한 러시아 과학자는 우주 비행에 로켓을 사용하는 아이디어를 제안했습니다. 이 문제에 대한 그의 기사는 1903년에 게재되었습니다. 우주비행에 있어서 가장 중요해진 수학 방정식을 제시한 것이다. 우리 시대에는 "Tsiolkovsky 공식"으로 알려져 있습니다. 이 방정식은 가변 질량을 갖는 물체의 운동을 설명합니다. 그의 추가 작업에서 그는 액체 연료로 작동하는 로켓 엔진의 다이어그램을 제시했습니다. 자연과 기술에서 제트 추진력의 사용을 연구하는 Tsiolkovsky는 다단계 로켓 설계를 개발했습니다. 그는 또한 지구 저궤도에 우주 도시 전체를 건설할 가능성에 대한 아이디어도 내놓았습니다. 이것은 과학자가 자연과 기술의 제트 추진력을 연구하는 동안 발견한 것입니다. Tsiolkovsky가 보여준 것처럼 로켓은 로켓을 극복할 수 있는 유일한 장치입니다. 그는 로켓을 연료와 산화제를 사용하는 제트 엔진의 메커니즘으로 정의했습니다. 이 장치는 연료의 화학적 에너지를 변환하여 가스 제트의 운동 에너지가 됩니다. 로켓 자체가 반대 방향으로 움직이기 시작합니다.

마지막으로, 자연과 기술에서 신체의 반응적 움직임을 연구한 과학자들은 실습에 나섰습니다. 오고 있었다 대규모 작업인류의 오랜 꿈의 실현. 그리고 Academician S.P. Korolev가 이끄는 소련 과학자 그룹이 이에 대처했습니다. 그녀는 Tsiolkovsky의 아이디어를 깨달았습니다. 우리 행성의 최초 인공위성은 1957년 10월 4일 소련에서 발사되었습니다. 당연히 로켓이 사용되었습니다.

Yu. A. Gagarin(위 사진)은 최초로 우주 비행을 한 영예를 안은 사람입니다. 이 세계적으로 중요한 사건은 1961년 4월 12일에 일어났습니다. 가가린은 보스토크 위성을 타고 전 세계를 비행했습니다. 소련은 로켓이 달에 도달하고 달 주위를 비행하며 지구에서 보이지 않는 측면을 촬영한 최초의 국가였습니다. 게다가 처음으로 금성을 방문한 사람도 러시아인이었다. 그들은 과학 장비를 이 행성 표면으로 가져왔습니다. 미국 우주 비행사 닐 암스트롱(Neil Armstrong)은 달 표면을 걸은 최초의 사람입니다. 그는 1969년 7월 20일에 착륙했습니다. 1986년에 베가 1호와 베가 2호(소련 소속 선박)는 76년에 한 번만 태양에 접근하는 핼리 혜성을 근거리에서 탐사했습니다. 우주탐사는 계속된다…

보시다시피 물리학은 매우 중요하고 유용한 과학입니다. 자연과 기술의 제트 추진은 여기서 논의되는 흥미로운 문제 중 하나일 뿐입니다. 그리고 이 과학의 성과는 매우 중요합니다.

요즘 자연과 기술에서 제트 추진력이 어떻게 사용되는지

물리학에서는 지난 몇 세기 동안 특히 중요한 발견이 이루어졌습니다. 자연은 거의 변하지 않았지만 기술은 빠른 속도로 발전하고 있습니다. 오늘날 제트추진의 원리는 다양한 동식물뿐만 아니라 우주비행사, 항공분야에서도 널리 활용되고 있다. 우주 공간에는 신체가 속도의 크기와 방향을 바꾸기 위해 상호 작용하는 데 사용할 수 있는 매체가 없습니다. 이것이 바로 로켓만이 공기가 없는 우주를 비행하는 데 사용될 수 있는 이유입니다.

오늘날 제트 추진은 일상 생활, 자연 및 기술에 적극적으로 사용됩니다. 더 이상 예전처럼 미스터리가 아닙니다. 그러나 인류는 거기서 멈춰서는 안 된다. 새로운 지평이 앞에 있습니다. 기사에서 간략하게 설명한 자연과 기술의 제트기류 움직임이 누군가에게 새로운 발견을 하도록 영감을 줄 것이라고 믿고 싶습니다.

물론 오늘날 대부분의 사람들은 주로 제트 추진을 최신 과학 기술과 연관시킵니다. 기술 개발. 물리학 교과서에서 우리는 "반응성"이란 물체(신체)에서 일부가 분리되어 발생하는 움직임을 의미한다는 것을 알고 있습니다. 인간은 별을 향해 하늘로 올라가고 싶었고 날고 싶었지만 제트기와 계단식 우주선이 등장해야만 꿈을 실현할 수 있었습니다. 최신 제트 엔진이 설치되어 있습니다. 설계자와 엔지니어들은 엔진에 제트 추진력을 사용할 가능성을 개발하고 있었습니다. SF 작가들도 제쳐두고 이 목표를 달성하기 위한 가장 놀라운 아이디어와 방법을 제시했습니다. 놀랍게도 이러한 움직임의 원리는 야생동물에게 널리 퍼져 있습니다. 주위를 둘러 보면 바다와 땅의 주민들을 볼 수 있으며 그 중에는 식물이 있으며 그 움직임의 기초는 반응 원리입니다.

이야기

고대에도 과학자들은 자연의 제트 운동과 관련된 현상을 관심있게 연구하고 분석했습니다. 그 본질을 이론적으로 입증하고 설명하는 최초의 사람 중 한 명은 자신의 이름을 딴 최초의 증기 기관을 발명한 고대 그리스의 기계공이자 이론가인 헤론(Heron)이었습니다. 중국인은 반응형 방법의 실제 적용을 찾을 수 있었습니다. 그들은 13세기에 오징어와 문어의 이동 방법을 기초로 로켓을 발명한 최초의 사람들이었습니다. 그들은 불꽃 놀이에 사용되어 생산되었습니다. 좋은 인상, 또한 신호탄처럼 로켓포로 사용되는 전투 미사일이 있었을 수도 있습니다. 시간이 지나면서 이 기술은 유럽에 전해졌습니다.

현대의 선구자는 제트 엔진을 장착한 프로토타입 항공기를 설계한 N. Kibalchich였습니다. 그는 뛰어난 발명가이자 확고한 혁명가였으며 그 때문에 투옥되었습니다. 그가 자신의 프로젝트를 만들어 역사를 만든 것은 감옥에 있는 동안이었습니다. 활발한 혁명 활동으로 처형되고 군주제에 반대하는 발언을 한 후 그의 발명품은 기록 보관소에서 잊혀졌습니다. 얼마 후 K. Tsiolkovsky는 Kibalchich의 아이디어를 개선하여 우주선의 반응 추진을 통해 우주 공간을 탐험할 수 있는 가능성을 입증했습니다.

나중에 대왕때 애국 전쟁, 유명한 Katyushas와 야전 로켓 포병 시스템이 등장했습니다. 이것은 소련군이 사용하는 강력한 시설을 사람들이 비공식적으로 부르는 애정 어린 이름입니다. 무기에 이 이름이 붙은 이유는 확실하지 않습니다. 그 이유는 블랜터의 노래가 인기를 끌었거나, 박격포 몸체에 새겨진 'K' 글자 때문이었을 것이다. 시간이 지남에 따라 최전선 군인들은 다른 무기에 별명을 부여하기 시작하여 새로운 전통을 만들었습니다. 독일군은 이 전투 미사일 발사기를 "스탈린의 기관"이라고 불렀습니다. 모습, 악기를 연상시키는 소리와 로켓 발사에서 나오는 날카로운 소리.

플로라

동물상 대표자들도 제트 추진의 법칙을 사용합니다. 이러한 특성을 가진 식물의 대부분은 가시잉어, 삽발, 봉선화 심재, 두 컷 피쿨닉, 세맥 머링지아 등 일년생 식물과 어린 다년생 식물입니다.

미친 오이라고도 알려진 가시오이는 호박과에 속합니다. 이 식물은 크기가 크고 뿌리가 두껍고 줄기가 거칠고 잎이 큽니다. 중앙 아시아, 지중해, 코카서스 지역에서 자라며 러시아 남부와 우크라이나에서는 매우 흔합니다. 과일 내부에서는 종자가 익는 동안 점액으로 변형되어 온도의 영향으로 발효되어 가스를 방출하기 시작합니다. 숙성에 가까울수록 과일 내부의 압력은 8기압에 도달할 수 있습니다. 그런 다음 가볍게 건드리면 과일이 밑 부분에서 떨어져 나가고 액체가 있는 씨앗이 10m/s의 속도로 과일 밖으로 날아갑니다. 12m 길이의 사격 능력으로 인해 이 식물은 "여성용 권총"으로 불렸습니다.

봉선화 심재는 널리 분포하는 일년생 종이다. 일반적으로 강둑을 따라 그늘진 숲에서 발견됩니다. 북미와 남아프리카의 북동부 지역에서 성공적으로 뿌리를 내 렸습니다. Touch-me-Not은 씨앗으로 전파됩니다. 봉선화의 씨앗은 작고 무게가 5mg을 넘지 않으며 90cm 거리에 뿌려집니다. 이 씨앗 분산 방법 덕분에 식물이라는 이름이 붙었습니다.

동물의 세계

제트 추진 - 흥미로운 사실동물의 세계와 관련이 있습니다. 두족류의 경우 제트 추진은 사이펀을 통해 내쉬는 물에 의해 발생합니다. 사이펀은 일반적으로 작은 구멍으로 가늘어집니다. 최대 속도내쉬다. 물은 숨을 내쉬기 전에 아가미를 통과하여 호흡과 움직임이라는 두 가지 목적을 달성합니다. 복족류라고도 알려진 바다토끼는 유사한 이동 수단을 사용하지만 두족류의 복잡한 신경 장치가 없으면 더 서투르게 움직입니다.

일부 나이트피쉬는 또한 제트 추진력을 개발하여 지느러미 움직임을 보완하기 위해 아가미 위로 물을 강제로 공급합니다.

잠자리 유충에서는 신체의 특수한 공간에서 물을 옮겨 반력을 얻습니다. 가리비와 카디드, 사이포노포어, 튜닉(예: 살프) 및 일부 해파리도 제트 추진력을 사용합니다.

가리비는 대부분 바닥에 조용히 누워 있다가 위험이 닥치면 재빨리 껍질의 밸브를 닫아 물을 밀어낸다. 이 동작 메커니즘은 반응 운동 원리의 사용에 대해서도 설명합니다. 덕분에 가리비는 껍데기의 개폐 기술을 이용해 위로 떠올라 장거리 이동이 가능하다.

오징어도 이 방법을 이용해 물을 흡수한 뒤 큰 힘으로 깔대기를 통해 밀어내며 시속 70㎞ 이상의 속도로 움직인다. 촉수를 하나의 매듭으로 모아서 오징어의 몸은 유선형을 이룬다. 엔지니어들은 이 오징어 엔진을 기반으로 물대포를 설계했습니다. 그 안의 물은 챔버로 빨려 들어간 다음 노즐을 통해 배출됩니다. 따라서 배는 방출된 제트의 반대 방향으로 향하게 됩니다.

오징어에 비해 살프는 가장 효율적인 엔진을 사용하여 오징어보다 훨씬 적은 에너지를 소비합니다. 살파는 움직이면서 앞쪽에 있는 구멍으로 물을 방출한 다음 아가미가 뻗어 있는 넓은 구멍으로 들어갑니다. 한 모금 마시고 나면 구멍이 닫히고 몸을 압축하는 세로 근육과 가로 근육이 수축되어 뒤쪽의 구멍을 통해 물이 배출됩니다.

모든 운동 메커니즘 중 가장 특이한 것은 일반적인 고양이입니다. 마르셀 데스프레(Marcel Despres)는 물체가 내부 힘의 도움만으로(밀어내거나 아무것도 의존하지 않고) 움직이고 위치를 변경할 수 있다고 제안했는데, 이로부터 뉴턴의 법칙이 잘못될 수 있다는 결론을 내릴 수 있습니다. 그의 가정에 대한 증거는 높은 곳에서 떨어진 고양이일 수 있습니다. 그녀가 거꾸로 넘어지면 여전히 모든 발에 착지할 것입니다. 이것은 이미 일종의 공리가 되었습니다. 고양이의 움직임을 자세히 촬영한 결과, 고양이가 공중에서 하는 모든 일을 프레임에서 볼 수 있었습니다. 우리는 그녀가 발을 움직이는 것을 보았고, 이는 그녀의 몸에서 반응을 일으켜 발의 움직임과 관련하여 다른 방향으로 회전했습니다. 뉴턴의 법칙에 따라 고양이는 성공적으로 착륙했습니다.

동물의 경우 모든 일이 본능 수준에서 발생하지만 인간은 의식적으로 이를 수행합니다. 탑에서 뛰어 내린 프로 수영 선수들은 공중에서 세 번 돌아서 회전을 멈추고 수직으로 곧게 펴고 물 속으로 다이빙합니다. 공중 서커스 체조 선수에게도 동일한 원칙이 적용됩니다.

사람들이 자연이 창조한 발명품을 개선하여 자연을 능가하려고 아무리 노력하더라도, 비행기가 공중에 떠 있다가 즉시 후진하거나 옆으로 움직이는 잠자리의 행동을 반복할 수 있는 기술적인 완성도는 아직 달성하지 못했습니다. 그리고 이 모든 일은 빠른 속도로 일어납니다. 아마도 시간이 조금 더 지나면 잠자리의 공기역학과 제트 능력에 대한 조정 덕분에 비행기는 급회전을 할 수 있고 충격에 덜 민감해질 것입니다. 외부 조건. 자연을 살펴보면 인간은 여전히 ​​기술적 진보를 통해 많은 것을 개선할 수 있습니다.

수톤이 하늘로 솟아오르다 우주선, 투명하고 젤라틴 같은 해파리, 오징어, 문어는 바닷물에서 능숙하게 움직입니다. 이들의 공통점은 무엇입니까? 두 경우 모두 제트 추진의 원리가 이동에 사용되는 것으로 나타났습니다. 이것이 오늘 우리 기사가 다루는 주제입니다.

역사를 살펴보자

가장 로켓에 관한 최초의 신뢰할 수 있는 정보는 13세기로 거슬러 올라갑니다.그들은 전투 및 신호 무기로 전투에서 인도인, 중국인, 아랍인 및 유럽인에 의해 사용되었습니다. 그런 다음 수세기 동안 이러한 장치가 거의 완전히 망각되었습니다.

러시아에서는 혁명가 니콜라이 키발치치(Nikolai Kibalchich)의 업적 덕분에 제트 엔진 사용 아이디어가 부활했습니다. 그는 왕실 던전에 앉아 발전했습니다. 러시아 프로젝트제트 엔진과 항공기사람들을 위해. Kibalchich는 처형되었고 그의 프로젝트는 차르 비밀 경찰 기록 보관소에서 수년 동안 먼지를 모았습니다.

이 재능있는 기본 아이디어, 도면 및 계산 용감한 남자받았다 추가 개발행성 간 통신에 사용을 제안한 K. E. Tsiolkovsky의 작업에서. 1903년부터 1914년까지 그는 우주 탐사를 위해 제트 추진력을 사용할 수 있는 가능성을 설득력 있게 입증하고 다단계 로켓 사용의 타당성을 정당화하는 여러 작품을 출판했습니다.

Tsiolkovsky의 과학적 발전 중 다수는 오늘날까지도 로켓 과학에 여전히 사용되고 있습니다.

생물학적 미사일

어떻게 생겨났나요? 자신의 제트 기류를 밀어서 이동한다는 아이디어?아마도 해안 주민들은 해양 생물을 면밀히 관찰함으로써 이것이 동물계에서 어떻게 일어나는지 알아차렸을 것입니다.

예를 들어, 가리비밸브가 빠르게 압축되는 동안 쉘에서 방출되는 워터 제트의 반력으로 인해 움직입니다. 그러나 그는 가장 빠른 수영 선수인 오징어를 결코 따라잡지 못할 것입니다.

로켓 모양의 몸체가 꼬리를 먼저 돌진하며 특수 깔대기에서 저장된 물을 배출합니다. 같은 원리로 움직여 투명한 돔을 수축시켜 물을 짜냅니다.

자연은 "제트 엔진"이라는 식물을 부여했습니다 "오이 분출".열매가 완전히 익었을 때 살짝만 닿아도 글루텐과 씨앗이 뿜어져 나옵니다. 과일 자체는 최대 12m 거리에서 반대 방향으로 던져집니다!

어느 것도 아니다 바다 생물, 식물도 이러한 운동 방법의 기초가 되는 물리적 법칙을 알지 못합니다. 우리는 이것을 알아 내려고 노력할 것입니다.

제트 추진 원리의 물리적 기초

먼저 가장 간단한 경험부터 살펴보겠습니다. 고무공을 부풀려보자그리고 멈추지 않고 자유롭게 날아가게 해드립니다. 공에서 흘러나오는 공기의 흐름이 충분히 강한 한 공의 빠른 움직임은 계속됩니다.

이 실험의 결과를 설명하려면 다음과 같은 제3법칙을 적용해야 합니다. 두 물체는 크기가 같고 방향이 반대인 힘과 상호 작용합니다.결과적으로, 공이 빠져나가는 공기 제트에 작용하는 힘은 공기가 공을 자신으로부터 밀어내는 힘과 같습니다.

이러한 주장을 로켓으로 옮겨 보겠습니다. 이 장치는 엄청난 속도로 질량의 일부를 방출하며 그 결과 반대 방향으로 가속을 받습니다.

물리학적인 관점에서 보면 이는 이 과정은 운동량 보존의 법칙으로 명확하게 설명됩니다.운동량은 물체의 질량과 속도(mv)의 곱입니다. 로켓이 정지해 있는 동안 속도와 운동량은 0입니다. 제트 기류가 방출되면 운동량 보존 법칙에 따라 나머지 부분은 총 운동량이 여전히 0이 되는 속도를 획득해야 합니다.

공식을 살펴 보겠습니다.

m g v g + m r v r =0;

m g v g =- m r v r,

어디 m g v g가스 제트에 의해 생성된 충격, m p v p 로켓이 받은 충격.

빼기 기호는 로켓의 이동 방향과 제트기류의 이동 방향이 반대임을 나타냅니다.

제트 엔진의 설계 및 작동 원리

기술적으로 제트 엔진은 비행기, 로켓을 추진하고 우주선을 궤도에 진입시킵니다. 목적에 따라 장치가 다릅니다. 그러나 각각에는 연료 공급 장치, 연소실 및 제트 기류를 가속화하는 노즐이 있습니다.

행성 간 자동 스테이션에는 우주비행사를 위한 생명 유지 시스템을 갖춘 계기실과 객실도 갖춰져 있습니다.

현대 우주 로켓은 다음을 사용하는 복잡한 다단계 항공기입니다. 최신 성과공학적 생각. 발사 후, 낮은 단계의 연료가 먼저 연소된 후 로켓에서 분리되어 전체 질량이 감소하고 속도가 증가합니다.

그런 다음 두 번째 단계 등에서 연료가 소비됩니다. 마지막으로 항공기는 지정된 궤도로 발사되어 독립적인 비행을 시작합니다.

꿈을 좀 꾸자

위대한 몽상가이자 과학자인 K. E. 치올콥스키(K. E. Tsiolkovsky)는 제트 엔진을 통해 인류가 지구 대기권을 넘어 우주로 돌진할 수 있다는 확신을 미래 세대에게 심어주었습니다. 그의 예측이 이루어졌습니다. 달과 먼 혜성까지도 우주선으로 성공적으로 탐사했습니다.

액체 제트 엔진은 우주 비행에 사용됩니다. 석유 제품을 연료로 사용하지만, 그 도움으로 달성할 수 있는 속도는 매우 긴 비행에는 충분하지 않습니다.

아마도 사랑하는 독자 여러분은 핵, 열핵 또는 이온 제트 엔진을 갖춘 장치를 타고 지구인이 다른 은하계로 비행하는 것을 목격하게 될 것입니다.

이 메시지가 당신에게 도움이 되었다면 만나서 반갑습니다.

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자연에서의 제트추진 응용

우리 중 많은 사람들이 바다에서 수영을 하다가 해파리를 만난 적이 있습니다. 그러나 해파리도 제트 추진력을 사용하여 움직인다고 생각하는 사람은 거의 없습니다. 그리고 종종 제트 추진을 사용할 때 해양 무척추 동물의 효율성은 기술 발명의 효율성보다 훨씬 높습니다.

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제트 추진은 문어, 오징어, 오징어 등 많은 연체동물이 사용합니다.

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오징어

대부분의 두족류와 마찬가지로 오징어는 다음과 같은 방식으로 물 속에서 움직입니다. 그녀는 측면 슬릿과 몸 앞의 특수 깔때기를 통해 물을 아가미 구멍으로 가져온 다음 깔때기를 통해 힘차게 물줄기를 뿜어냅니다. 오징어는 깔때기 관을 옆이나 뒤로 향하게 하고 빠르게 물을 짜내며 다른 방향으로 움직일 수 있습니다.

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오징어

오징어는 제트기 항해에서 가장 높은 완성도를 달성했습니다. 심지어 그들의 몸도 외형적으로는 로켓을 모방합니다.

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오징어는 심해에 서식하는 가장 큰 무척추동물입니다. 제트 추진 원리에 따라 움직이며 물을 흡수한 다음 특수 구멍인 "깔때기"를 통해 엄청난 힘으로 밀어내고 고속(약 70km/h)으로 뒤로 밀어냅니다. 동시에 오징어의 촉수 10개가 모두 머리 위로 매듭으로 모여 유선형을 이루고 있습니다.

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날아다니는 오징어

이것은 청어만한 크기의 작은 동물입니다. 그것은 종종 물 밖으로 튀어나와 화살처럼 표면을 스쳐 지나갈 정도로 빠른 속도로 물고기를 쫓습니다. 물 속에서 최대 제트 추력을 개발한 파일럿 오징어는 공중으로 이륙하여 50미터가 넘는 파도 위를 날아갑니다. 살아있는 로켓 비행의 정점은 물 위로 너무 높아서 날아다니는 오징어는 종종 바다를 항해하는 선박의 갑판에 도달하게 됩니다. 4~5미터는 오징어가 하늘로 솟아오르는 기록적인 높이가 아닙니다. 때로는 더 높이 날아갈 때도 있습니다.

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문어

문어도 날 수 있습니다. 프랑스의 자연주의자인 Jean Verani는 평범한 문어가 수족관에서 가속하다가 갑자기 물 밖으로 뒤로 튀어 나오는 모습을 보았습니다. 그는 공중에서 약 5미터 길이의 호를 묘사한 후 다시 수족관으로 뛰어들었습니다. 점프 속도를 높일 때 문어는 제트 추력으로 인해 움직일뿐만 아니라 촉수로 노를 저었습니다.