Реактивті қозғалыс

Реактивті қозғалыс - Дененің бір бөлігі одан қандай да бір жылдамдықпен бөлінген кездегі қозғалысы. Реактивті қозғалыстың қарапайым мысалы ретінде, үрлеп одан кейін еркін қоя берілген ауа шарының қозғалысын қарастыруға болады. Үрленген шардың ішіндегі қысым сыртқа атмосфералық қысымнан едәуір артық болатыны белгілі, ал бос қоя берілген шардың ішіндегі біраз ауаның төменгі саңылау арқылы сыртқа шығуы шардың жоғары қарай көтерілуін тудырады. Ол біраз уақыт бөлме ішінде әрлі-берлі ұшатын болады. Шар ішінен шығатын ауа оны қарама – қарсы бағытта қозғалуға мәжбүр етеді. Реактивтік қозғалыс принцепі бойынша: сегізаяқ, кальмар, теңізқұрт, медуза сияқты теңіз жәндіктері қозғалады. Бүгінгі күні реактивті қозғалыс принцепін пайдалану адамның бір кездегі арманы және қиялы болған тылсым Әлеммен тілдесе бастауына әкелді. Реактивті қозғалыс принцепі сағатына бірнеше мыңдаған километр жылдамдықпен қозғалатын ұшақтарды, Жердің жасанды серіктерін, планетаралық саяхат жасайтын ғарыш зымырандарын жасауға мүмкіндік туғызды. Адам баласының ғарыш кеңістігіне шығуы үшін асқан кемеңгершілік, аса ыждағатты есеп, өте күрделі техника және асқан ерлік қажет.

Ғарышқа алғашқы қадам

Ғарышқа алғашқы қадам жасау белгілі ғалым К.Э.Циолковскийден (1857-1935) басталды десек те болады. К.Э.Циолковскийдің идеялары оның 1903жылы шыққан «Әлемдік кеңістікті реактивті құралдармен зерттеу» еңбегінде көрініс тапты ол зымырандардың көмегімен ғарышты игеру мүмкіндігін теориялық түрде дәлелдеді: денеде бірінші ғарыштық жылдамдық тудыра алатын зымыран құрылысын, көпсатылы зымырандардың сипаттамаларын, массасы айнымалы денелердің қозғалысы туралы, сондай-ақ ғарышқа ұшу жөніндегі басқа да маңызды идеяларды ұсынды. Ойы мен қиялы болашаққа ұмтылған К.Э.Циолковскийдің идеяларында ғажайып қиял мен техникалық мүмкіндіктер арқылы жүзеге асырылатын мәселелер үндестік тапты. Тек содан жарты ғасыр өткеннен соң ғана, адам баласының ғарыш кеңістігіне шығуы туралы арманы орындалды. К.Э.Циолковский идеялары орыс ғалымы С.П.Королевтің басшылығымен жүзеге асырылды. Тұңғыш жасанды Жер серігі біздің еліміздегі «Байқоңыр» ғарыш айлағынан 1957 жылы ұшырылған болтын. 1961жылы адамзаттың тұңғыш ғарышкері Ю.А.Гагарин ғарышқа қадам басты. Жыл өткен сайын ғарыш кемелері, зерттеу бағдарламалы жетілдірілді. Ғарышқа сапар шегіп, ғылыми – зерттеу жұмыстарына қатысқан ғарышкерлердің ішінде біздің екі қазақ ғарышкерлері – Тоқтар Әубәкіров пен Талғат Мұсабаев та бар.

Реактивті қозғалыс принцепі

Реактивті қозғалыс принципі – зымыран қозғалысына мысал келтірсек. Қарапайым зымыран жану камерасы бар отын толтырған қабықтан тұрады. Отынның жануа кезінде жоғарғы температураға дейінгі қызған жоғары қысымдағы газ Сопло деп аталатын ерекше пішіні бар камерадан үлкен жылдамдықпен (4км/с-қа дейінгі) атқылап шығады.Есептеуді жеңілдету үшін қабықша ішіндегі отын түгел жанады да, жану өнімдері mv1 импульс алады деп есептейік, мұндағы v1 – атқылап шығатын газ жылдамдығы, m – жанған отынның массасы. Газ бен зымыранның өзара әрекеттесуі кезіндегі күштер сыртқы күштермен салыстырғанда өте үлкен болғандықтан, «зымыран – газ» жүйесін тұйық жүйе деп есептеуге болады. Бұлай қарастыру жүйеге импульстің сақталу заңын қолдануға мүмкіндік береді. Мәре алдындағы зымыранның сыртқы қабығымен және отынның қоса есептегендегі массасы М болсын. Онда газ сыртқа атқылап шыққаннан кейін де денелер жүйесінің қорытқы импульсі өзгермейді. Онда массасы М- m болатын зымыран қабығы модулі бойынша тең, бірақ газ импульсінің бағытына қарама – қарсы бағытталған (М – m) v2 импульс алады, мұндағы v2 – зымыран қабығының жылдамдығы, Онда mv1 = - (М – m) v2 болады. Ал бұдан v2 = - mv/(М- m)

Осылай зымыран газдың атқылап шығу жылдамдығы бағытына қарама – қарсы бағытталған жылдамдық алатын болады. Дененің бір бөлігі одан қандай да бір жылдамдықпен бөлініп шыққан кездегі қозғалысы реактивті қозғалыс деп аталады.

Осы күнгі зымырандар

Қазіргі заманғы зымырандардың қозғалтқыштары отын түрлерін пайдалану бойынша сұйық және қатты отынды болып ажыратылады. Қатты отынды зымыранда оқ – дәрініңң арнайы түрі,ал сұйвқ отынды зымыранда керосин, спирт, анилин, сұйық сутегі және жануды қамтамасыз ету үшін тотықтандырғыш ретінде оттегі, азот қышқылы және т.б. қолданылады. Сұйық реактивті қозғалтқыштар ғарыш кемелерін ұшыру үшін пайдаланылады. Ұшақтарда пайдаланылатын әуе реактивті қозғалтқыштарының зымыран қозғалтқыштарынан айырмашылығы сол, онда отынның жануы үшін ауадағы оттегі пайдаланылады. Қазіргі кезде көптеген әуе лайнерлері осындай реактивті қозғалтқыштармен жабдықталған.

Осы күнгі зымырандар көп сатылы болып жасалынады, яғни оның әр сатысының отын қоры тотықтандырғышы және реактивті қозғалтқышы бар болады. Бірінші сатыдағы отынның барлық қоры түгел жанып біткенде ол бөлініп қалады. Осыдан кейін екінші саты массаларының қосындысына тең зымыран бөлігі қозғалады. Массаның азаюы екінші, одан кейін үшінші сатыдағы отынды үнемдеуге және зымыранның жылдамдығын одан әрі қарай арттыруға себептеседі.Егер зымыранның Жерге қайтып оралуы жоспарланған болса онда үшінші саты қосылардың алдында ғарыш кемесі 180 градусқа бұрылады. Үшінші сатыдағы жану өнімдері зымыранның қозғалыс бағытына қарама – қарсы бағытталған импульс береді, ал бұл оның жылдамдығының азаюына, яғни тежелуіне әкеледі. Адамзаттың ғарышқа шығуы, басқа планеталарды, табиғат құбылыстары мен жер қойнауындағы қорларды зерттеуге мүмкіндік береді. Ғарыш зерттеулері өндірісте де, ғылымға да үлкен пайдасын тигізуде. «Байқоңыр» сияқты ғарыш айлағы бар біздің Қазақстан Әлемдегі санаулы ғарыштық мемлекеттердің біріне айналды.

Тағы қараңыз

• Реактивті қозғалтқыш