Повторим и вспомним:

  • - закон сохранения импульса.

Мы узнаем:

  • - что такое реактивное движение.

Мы все надували воздушные шарики и, не завязывая, отпускали. Шарик превращался в маленькую ракету, и некоторое время двигался по весьма замысловатой траектории. Описанный опыт - это пример реактивного движения. Реактивным движением называют движение тела, возникающее при отделении от него с какой-либо скоростью некоторой его части. В природе встречаются растения, например бешеный огурец - Ecballium elaterium (лат.), который после созревания отлетает от плодоножки и рассеивает семена, а также живые организмы, использующие реактивное движение, например медузы.

Человек также стал использовать реактивное движение в своих целях. Кто же придумал ракету? Есть мнение. что ракеты появились в Китае и в начале использовались как средство развлечения. Они использовались при фейерверках для зажигания в небе огненных дождей, фонтанов, колёс. Ракеты применяли также и в военном деле. При Петре I была создана и применялась однофунтовая сигнальная ракета "образца 1717 года", оставшаяся на вооружении до конца XIX века. Она поднималась на высоту одного километра. Многие изобретатели предлагали проекты использования реактивной тяги как для ускорения наземного транспорта, так и для управления летательным аппаратом.

Первым, кто предложил использовать ракету, как средство передвижения был российский изобретатель. Николай Иванович Кибальчич. За десять дней до смерти он завершил работу над своим изобретением и передал адвокату не просьбу о помиловании или жалобу, а "Проект воздухоплавательного прибора" (чертёж и математические расчёты ракеты). Про свой аппарат он написал: "Если цилиндр поставлен закрытым дном кверху, то при известном давлении газов... цилиндр должен подняться вверх". К сожалению, смертный приговор оборвал жизнь талантливого изобретателя. Он был казнён в 1881 году и только в 1918 году конверт с его проектом стал доступен учёным. Но его аппарат должен был работать на прессованном порохе. Мысль о двигателе на жидком топливе пришла в голову другому.

Конструкцию космической ракеты с жидкостным реактивным двигателем впервые предложил в 1903г. русский учёный К.Э. Циолковский. Помимо конструкции самого летательного аппарата, он продумал расположение в нём людей и системы жизнеобеспечения, то есть вплотную подошёл к решению задачи космических путешествий. Он разработал теорию движения космических ракет и вывел формулу для расчёта их скорости. Признание и понимание, что Циолковский - великий учёный, произошло только после его смерти. "Константин Эдуардович Циолковский был человеком, жившим намного впереди своего века..." - говорил С.П. Королёв - конструктор ракеты, которая впервые в мире вывела на орбиту Земли искусственный спутник.

Любая современная ракета с жидкостным двигателем представляет собой оболочку, в которую заключён полезный груз (например, космонавт), приборный отсек, баки с топливом и окислителем и двигатель (камера сгорания и т.д.). Окислитель смешиваясь с топливом в камере сгорания, здесь смесь воспламеняется и образуется газ с высокой температурой и давлением. Этот газ выходит через специальное отверстие, которое называется соплом, назначение которого придать газу ещё большую скорость.

Когда реактивная газовая струя с большой скоростью выбрасывается из ракеты, сама ракета устремляется в противоположную сторону. Согласно третьему закону Ньютона, сила F, с которой ракета действует на рабочее тело, равна по величине и противоположна по направлению силе F1.

Сила, которую называют реактивной силой, и разгоняет ракету. В данном случае импульс, приобретаемый ракетой, должен быть равен импульсу выброшенных газов.

Есть два способа увеличить скорость ракеты.

Во-первых, можно увеличить скорость истекания газов из камеры сгорания. Для этого подбирают оптимальный состав топлива и окислителя, а также подбирают конструкцию камеры сгорания и сопла.

Во-вторых, можно увеличить отношение массы топлива, к массе ракеты. Для этого используют многоступенчатые ракеты. Каждая ступень имеет свои баки и свой двигатель, когда топливо заканчивается, то ступень отстреливается, а в работу включается следующая ступень и т.д.

Узнать ещё больше интересного и проверить свои знания вы можете перейдя в проект Физика.