სითბოს ძრავა - მოწყობილობა, რომელიც გარდაქმნის დამწვარი საწვავის შიდა ენერგიას მექანიკურ ენერგიად. სითბოს ძრავების ტიპები : 1) ძრავები შიგაწვის: ა) დიზელი, ბ) კარბურატორი; 2) ორთქლის ძრავები; 3) ტურბინები: ა) გაზი, ბ) ორთქლი.
ყველა დასახელებულ სითბოს ძრავას აქვს განსხვავებული დიზაინიმაგრამ შედგება სამი ძირითადი ნაწილი : გამათბობელი, სამუშაო სითხე და მაცივარი. გამათბობელი უზრუნველყოფს სითბოს გადინებას ძრავში. სამუშაო ორგანო მიღებული სითბოს ნაწილს გარდაქმნის მექანიკური მუშაობა. მაცივარიშლის სითბოს ნაწილს სამუშაო სითხიდან.
T 1- გამათბობლის ტემპერატურა;
T 2- მაცივრის ტემპერატურა;
Q 1- მიღებული სითბო
გამათბობელიდან;
Q 2- გაჩუმებულმა სითბომ
მაცივარი;
A "- სამუშაო შესრულებულია
ძრავა.
ნებისმიერის ნამუშევარი სითბოს ძრავაშედგება განმეორებადი ციკლური პროცესებისგან - ციკლებისგან. ციკლი - ეს არის თერმოდინამიკური პროცესების ისეთი თანმიმდევრობა, რის შედეგადაც სისტემა უბრუნდება საწყის მდგომარეობას.
კოეფიციენტი სასარგებლო მოქმედება(ეფექტურობა)
სითბოს ძრავა არის ძრავის მიერ შესრულებული სამუშაოს თანაფარდობა გამათბობელიდან მიღებული სითბოს რაოდენობასთან: 
.
ფრანგმა ინჟინერმა სადი კარნომ განიხილა იდეალური სითბოს ძრავა
თან იდეალური გაზიროგორც სამუშაო სითხე. მან აღმოაჩინა სითბოს ძრავის ოპტიმალური იდეალური ციკლი, რომელიც შედგება ორი იზოთერმული და ორი ადიაბატური შექცევადი პროცესისგან - კარნოს ციკლი
... ასეთი სითბოს აპარატის ეფექტურობა გამათბობლით ტემპერატურაზე და მაცივრით ტემპერატურაზე: 
... მიუხედავად დიზაინისა, სამუშაო სითხის არჩევისა და თერმოძრავაში მიმდინარე პროცესების ტიპებისა, მისი ეფექტურობა არ შეიძლება იყოს უფრო მაღალი, ვიდრე კარნოს ციკლის მიხედვით მომუშავე სითბოს ძრავის ეფექტურობა, რომელსაც აქვს იგივე გამაცხელებელი და მაცივრის ტემპერატურა, როგორც ეს სითბო. ძრავა.
სითბური ძრავების ეფექტურობა დაბალია, ამიტომ ყველაზე მნიშვნელოვანი ტექნიკური ამოცანაა მისი გაზრდა. სითბოს ძრავებს აქვთ ორი მნიშვნელოვანი მინუსი... პირველ რიგში, სითბოს ძრავების უმეტესობა იყენებს წიაღისეული საწვავის, რომლის მოპოვებაც სწრაფად ამოწურავს პლანეტის რესურსებს. მეორეც, საწვავის წვის შედეგად გარემოუზარმაზარი რაოდენობით მავნე ნივთიერებები, რაც ქმნის მნიშვნელოვან ეკოლოგიურ პრობლემებს.
საკითხის შესწავლით მაქსიმალური ეფექტურობასითბოს ძრავების აღმოჩენა 1850 წელს გერმანელი ფიზიკოსის რ.კლასიუსის მიერ თერმოდინამიკის მეორე კანონი : შეუძლებელია ისეთი პროცესი, რომლის დროსაც სითბო სპონტანურად გადავა ცივი სხეულებიდან ცხელ სხეულებზე.
ფიზიკური სიდიდეები და მათი საზომი ერთეულები:
| სახელის მნიშვნელობა | Დანიშნულება | საზომი ერთეული | ფორმულა |
| შედარებითი მოლეკულური წონა | Ბატონი(აჰა) | განზომილებიანი რაოდენობა | |
| ერთი მოლეკულის (ატომის) მასა | მ 0 | კგ | |
| წონა | მ | კგ | |
| Მოლური მასა | მ |  |
|
| ნივთიერების რაოდენობა | ν (შიშველი) | მოლი(მოლი) | ; |
| ნაწილაკების რაოდენობა | ნ(en) | განზომილებიანი რაოდენობა | |
| წნევა | გვ(პე) | პა(პასკალი) | |
| კონცენტრაცია | ნ(en) | ||
| მოცულობა | ვ(ვე) | ||
| საშუალო კინეტიკური ენერგია მთარგმნელობითი მოძრაობამოლეკულები | ჯ(ჯოული) | ||
| ცელსიუსის ტემპერატურა | ტ | ° C | |
| კელვინის ტემპერატურა | თ | TO(კელვინი) | |
| მოლეკულების საშუალო კვადრატული სიჩქარე | |||
| ზედაპირული დაძაბულობა | σ (სიგმა) | ||
| აბსოლუტური ტენიანობა | ρ (რო) | ||
| Ფარდობითი ტენიანობა | φ (fi) | % | |
| შინაგანი ენერგია | U(y) | ჯ(ჯოული) | |
| მუშაობა | ა(ა) | ჯ(ჯოული) | |
| სითბოს რაოდენობა | ქ(NS) | ჯ(ჯოული) |
მანქანები, რომლებშიც საწვავის შიდა ენერგია გარდაიქმნება მექანიკურად, ეწოდება სითბოს ძრავები.ესენია: შიდა წვის ძრავები, ორთქლის და გაზის ტურბინები, რეაქტიული ძრავები... მოდით გავარკვიოთ, რა პირობებია საჭირო იმისათვის, რომ საწვავის შიდა ენერგია გარდაიქმნას ძრავის სამუშაო ლილვის მექანიკურ ენერგიად სითბოს ძრავაში.
ნივთიერება, რომელიც მუშაობს სითბოს ძრავაში, ეწოდება სამუშაო ორგანო.ვ ორთქლის ძრავებიეს არის ორთქლი, ხოლო შიდა წვის ძრავაში, რეაქტიულ ძრავაში და გაზის ტურბინაში, ეს არის გაზი. როგორც სითბოს ძრავების თეორია აჩვენებს, სამუშაო ორგანომათში მუდმივად შესრულებული სამუშაოები, აუცილებელია ძრავში იყოს გამათბობელი და მაცივარი. მოწყობილობა, რომელშიც სამუშაო სითხე თბება საწვავის ენერგიით, ე.წ გამათბობელი(ორთქლის ქვაბი, ბალონი). მოწყობილობა, რომელშიც სამუშაო სითხე გაგრილდება სამუშაოს დასრულების შემდეგ, ე.წ მაცივარი(ატმოსფერო, კონდენსატორი, რომელშიც გამონაბოლქვი ორთქლი გაცივდება გამდინარე წყლით და გარდაიქმნება წყალში).
გავაკეთოთ შემდეგი ექსპერიმენტი (სურ. 30). აიღეთ U- ფორმის მილი, რომელიც სავსეა წყლით. მილის ერთი იდაყვი დაკავშირებულია გამათბობელთან (რომელშიც არის მოქმედი სითხე - აირი), მეორე იდაყვში არის ათწილადი A. ალტერნატიულად, გამათბობელი გაცხელდება სპირტიანი ნათურით და ჩაშვება ცივ წყალში. . სულიერი ნათურა ასრულებს სამუშაო სითხის გამათბობლის როლს, ცივი წყალი- მაცივრის როლი. სითბოს ძრავის ასეთი მოდელის მუშაობა შედგება განმეორებითი პროცესისგან - წყლის ამაღლება და დაწევა ცურასთან ერთად. ხდება ასე: მოქმედი სითხე (გაზი), თბება გამათბობელში და ფართოვდება, აკეთებს წყლის ამაღლების სამუშაოს ცურვით; იმისათვის, რომ სამუშაო სითხემ კვლავ შეასრულოს მუშაობა, მას აციებენ მაცივარში და შემდეგ კვლავ აცხელებენ. სანამ ეს პროცესი განმეორდება, ასეთი ძრავის მოდელი იმუშავებს.
სითბოს ძრავა მუდმივად მუშაობს. ეს ხდება იმის გამო, რომ მასში პერიოდულად მეორდება სამუშაო სითხესთან მიმდინარე პროცესები: ის თბება, ფართოვდება, ასრულებს სამუშაოს, გაცივდება, კვლავ თბება და ა.შ. სითბური ძრავის მუშაობისთვის აუცილებელია: გამათბობელი, სამუშაო სითხე და მაცივარი.
პერიოდულად განმეორებადი პროცესებისთვის აღმოაჩინეს კანონი, რომლის მიხედვითაც შეუძლებელია ისეთი პერიოდულად განმეორებითი პროცესის განხორციელება, რომლის ერთადერთი და საბოლოო შედეგი იქნება გამათბობელიდან მიღებული სითბოს ოდენობის სრული გადაქცევა სამუშაოდ.რაც შეეხება სითბოს ძრავას, ეს ნიშნავს: გამათბობელიდან სამუშაო სითხის მიერ მიღებული სითბოს რაოდენობა სრულად არ შეიძლება გამოყენებულ იქნას სამუშაოს შესასრულებლად, რადგან დიდი რაოდენობით მოლეკულების შემთხვევითი მოძრაობის შიდა ენერგიის სრული ტრანსფორმაციის პროცესია. სხეულის მოძრაობის მექანიკურ ენერგიაში (ძრავის დგუში, ტურბინის იმპერატორი).
იმისათვის, რომ სამუშაო სითხემ განახორციელოს მუშაობა უამრავჯერ რეალურ სითბურ ძრავებში, სამუშაო სითხის დახარჯული ნაწილი ძრავიდან გადადის მაცივარში, ანუ ატმოსფეროში, ან წყლის გასათბობად კონდენსატორში, ან გათბობა (სურ. 31). ამავდროულად, იმისათვის, რომ რაც შეიძლება ნაკლები სამუშაო ჩატარდეს ამოღების მიზნით, მაცივარში ტემპერატურა და წნევა ყოველთვის უფრო დაბალია, ვიდრე ძრავის სამუშაო პალატაში. ორთქლის მუშაობისა და მისი ამოღების სამუშაოს შორის განსხვავების წყალობით, ძრავა ასრულებს სასარგებლო სამუშაოს. ენერგეტიკული თვალსაზრისით სითბურ ძრავებში მიმდინარე პროცესი შემდეგია (ნახ. 32): სამუშაო სითხე იღებს სითბოს რაოდენობას გამათბობელიდან Q nრომლის ნაწილი იძლევა მაცივარს Q x,ხოლო დარჩენილი ნაწილის ხარჯზე აკეთებს სამუშაოს A = Q n - Q x.
სითბოს ძრავები ფართოდ გამოიყენება. კარბურატორის ძრავებიმაგალითად, გამოიყენება მანქანებში, მოტოციკლეტებში; დიზელები - ტრაქტორებში, მანქანებში დიდი ტარების მოცულობა, დიზელის ლოკომოტივები, მოტორიანი გემები, ზღვის გემები; ორთქლის ტურბინები- ელექტროსადგურებში; გაზის ტურბინები- ელექტროსადგურებში, გაზის ტურბინის ლოკომოტივები, აფეთქების ღუმელებში აფეთქების მამოძრავებელი ძრავის ნაწილია რეაქტიული ძრავების ერთ-ერთი სახეობა; რეაქტიული ძრავები - ავიაციაში, რაკეტებში.
გალინა დენისენკო 06.02.2016 11:31
თუ გმ არის სითბოს ძრავის გამათბობლის მიერ გადაცემული სითბო, მაშინ სამუშაო გამოითვლება როგორც სხვაობა და არა მაცივრის გმ-ისა და Q-ის ჯამი. გთხოვთ გადაამოწმოთ სწორი პასუხი და შეცვალოთ „4“ „3“-ით. გმადლობთ, პატივისცემით, Denisenko G.B. ფიზიკის მასწავლებელი.
ანტონ
პრობლემის მდგომარეობა არასწორია. მითითებულია, რომ, შესაბამისად, უნდა დაემატოს.
სტუმარი 03.03.2016 19:29
Კარგი დღე!
მიმაჩნია, რომ ამ პრობლემის მდგომარეობა არასწორია შემდეგი მიზეზების გამო.
პრობლემის პირობებში ნათქვამია, რომ „მანქანის მუშა კორპ
მაცივარში სითბოს რაოდენობა Qhol< 0". Но если Qхол - это
სამუშაო სითხიდან მაცივარში გადატანილი სითბოს რაოდენობა, შემდეგ ნიშანი
Qcold> 0 - ნიშნავს სითბოს ნაკადის მიმართულებას - მაცივრიდან
გამათბობელი, და ნიშანი იგივეა (როგორც პრობლემის განცხადებაში) Qhol< 0 - означает, что
სითბოს ნაკადი მიმართულია მაცივრიდან გამათბობელზე (!), რომელიც
ეწინააღმდეგება თერმოდინამიკის მეორე კანონს (დასაწყისს)!
ტრადიციულად, Qhol არის სამუშაო სითხის მიერ გადაცემული სითბოს რაოდენობა
მაცივარი, - ნულზე მეტი მნიშვნელობა (დადებითი), რომელიც
ასახავს თერმოდინამიკის კანონებთან შესაბამისობას.
ეფექტურობის ფორმულა სითბოს ძრავა სახით n = (Q1 + Q2) / Q1 (ნიშნით
"+" Q1-სა და Q2-ს შორის) მოცემულია ზოგიერთ სახელმძღვანელოში და მითითებაში
ლიტერატურა, მაგრამ ამ შემთხვევაში ითვლება, რომ Q1 არის სითბოს რაოდენობა,
მიღებული სამუშაო სითხის მიერ გამათბობელიდან და Q2 არის რაოდენობა
სამუშაო სითხის მიერ მიღებული სითბო მაცივრიდან, ხოლო Q2< 0 ,
და ეს ნიშნავს, რომ სამუშაო სითხე გადააქვს რაოდენობას მაცივარში
სითბო -Q2 (მინუს ნიშნით). იხილეთ, მაგალითად: Yavorsky B.M. და
Detlaf A.A. ფიზიკის სახელმძღვანელო: 2nd ed., Rev. - მ., მთავარი
ფიზიკურ-მათემატიკური ლიტერატურის გამოცემა, 1985 წ., - გვ.119, პუნქტი 7.
ზემოაღნიშნულიდან გამომდინარე, მიმაჩნია, რომ ამ პრობლემის მდგომარეობა და მისი გადაწყვეტა
შესაბამისად უნდა გადაიხედოს (გამოსწორდეს).
მეორეს მხრივ, თავად წარმოება
"სწორი" ფორმულების არჩევანი სისულელეა, მაშინაც კი, თუ უტოლობის ნიშანი გამოსწორებულია.
პატივისცემით, ერშოვი ალექსანდრე პეტროვიჩი, დოქ. ფიზ.-მატ. მეცნიერება, პროფესორი, აფეთქების ფიზიკის ლაბორატორიის ხელმძღვანელი
ჰიდროდინამიკის ინსტიტუტი. მ.ა. ლავრენტიევა
რუსეთის მეცნიერებათა აკადემიის ციმბირის ფილიალი
http://www.hydro.nsc.ru/structure/persons/index.php?id=68
სტუმარი 05.03.2016 16:41
Ძვირფასო რედაქტორო! თერმოდინამიკაში არსებობს წესი: თუ სხეულის მიერ გამოთავისუფლებული სითბოს რაოდენობა აღებულია Q, მაშინ Q> 0 ნიშნავს, რომ სითბოს ნაკადი მიმართულია სხეულიდან სხვა (მათ) სხეულზე (სხეულზე) (სხეული კარგავს სითბოს. Q-ის ოდენობით) და ქ<0 при этом означает, что поток тепла направлен к телу (тело получает тепло в количестве |Q|). Поэтому, условие Qхол<0 означает, что рабочее тело фактически не передало, а получило от холодильника количество теплоты |Qхол|, а это - абсурд. Пожалуйста, верно расставляйте акценты в оценке данного обстоятельства: это не просто некорректность условия задачи, а явная ошибка составителей данной задачи, показывающая их достаточно низкий уровень. Всего Вам доброго и успехов в Ваших начинаниях.
1.გამათბობელი მანქანები.
- მოწყობილობა, რომელიც სითბოს გარდაქმნის მექანიკურ სამუშაოდ (სითბოს ძრავა) ან მექანიკურ სამუშაოს სითბოდ (მაცივარი). ტრანსფორმაცია ხორციელდება სამუშაო სითხის შიდა ენერგიის შეცვლით - პრაქტიკაში, როგორც წესი, თხევადი ან აირი.
მოკლედ, სითბოს ძრავები სითბოს სამუშაოდ გარდაქმნა ან, პირიქით, შრომა სითბოდ.
სითბოს ძრავების მაგალითები: შიდაწვის ძრავა (ICE) ა) კარბურატორის ძრავა ბ) დიზელის ძრავა გ) რეაქტიული ძრავა ორთქლის და გაზის ტურბინები.
1.1. სითბოს ძრავების შექმნის ისტორია.
ბევრი თვლის, რომ ორთქლის ძრავების ისტორია ინგლისში მე-17 საუკუნის ბოლოს არ დაწყებულა. მაგრამ ეს არ არის მთლიანად სიმართლე.
ჯერ კიდევ ჩვენს წელთაღრიცხვამდე პირველ საუკუნეში ძველი საბერძნეთის ერთ-ერთმა დიდმა მეცნიერმა ჰერონ ალექსანდრიელმა დაწერა ტრაქტატი „პნევმატიკა“. მასში აღწერილი იყო მანქანები, რომლებიც იყენებდნენ სითბოს ენერგიას. ჩვენთვის ყველაზე საინტერესო იყო ორი სითბოს ძრავა.
ეოლიპილი - ბურთი "ეოლა", რომელიც ბრუნავს თავისი ღერძის გარშემო მისგან გამომავალი ორთქლის მოქმედებით. სინამდვილეში ეს იყო
მომავალი ორთქლის ტურბინების პროტოტიპი.ალექსანდრიის გმირის კიდევ ერთი ღირსშესანიშნავი მოწყობილობა იყო ტაძრის კარების ამოძრავება, რომელიც გაიღო საკურთხეველზე ანთებული ცეცხლის მოქმედებით. მექანიზმების ამ რთულ სისტემაში დეტალური ანალიზით შეგვიძლია დავინახოთპირველი ორთქლის ტუმბო.
ალექსანდრიის გმირის მიერ შექმნილი ყველა სითბოს ძრავა გამოიყენებოდა მხოლოდ სათამაშოდ. იმ დროს ისინი მოთხოვნადი არ იყო.
ორთქლის ძრავების რეალური ისტორია მხოლოდ მე-17 საუკუნეში იწყება. ერთ-ერთი პირველი, ვინც შექმნაორთქლის ძრავის მოქმედი პროტოტიპი, იყო დენის პაპინი. პაპენის ორთქლის ძრავა სინამდვილეში იყო მხოლოდ ესკიზი, მოდელი. მან ვერასოდეს მოახერხა ნამდვილი ორთქლის ძრავის შექმნა, რომელიც გამოიყენებოდა წარმოებაში. 1680 წ - გამოიგონა ორთქლის ქვაბი 1681 წელს. - აღჭურვილია 1690 უსაფრთხოების სარქველით. - მან პირველმა გამოიყენა ორთქლი დგუშის ასამაღლებლად და ორთქლის ძრავის დახურული თერმოდინამიკური ციკლის აღწერაში. 1707 წ - მოგვაწოდა მისი ძრავის აღწერა. მაგრამ მისი ნამუშევრები არ იყო დავიწყებული ათასწლეულების განმავლობაში, როგორც ჰერონის ნამუშევრები. მისი ყველა იდეა გამოიყენეს ორთქლის ძრავების მომდევნო თაობაში.
თუ ძნელია იმის დადგენა, თუ ვინ იყო პირველი ტექნოლოგიის ისტორიაში, რომელმაც შექმნა ორთქლის ძრავა, მაშინ დანამდვილებით ცნობილია, ვინ იყო პირველი, ვინც დააპატენტა და გამოიყენა პრაქტიკაში მისი ორთქლის ძრავა. 1698 წელს ინგლისელმა თომას სევერმა დაარეგისტრირა პირველიპატენტი მოწყობილობისთვის "წყლის ასაწევად და ყველა სახის წარმოების გადაადგილებისთვის ცეცხლის მამოძრავებელი ძალის გამოყენებით ..."... როგორც ხედავთ, პატენტის აღწერა ძალიან ბუნდოვანია. ფაქტობრივად, მან შექმნა პირველი ორთქლის ტუმბო. ერთადერთი რაც შეეძლო წყლის აწევა იყო. ამავდროულად, ტუმბოს ეფექტურობა უკიდურესად დაბალი იყო, ნახშირის მოხმარება კი უბრალოდ უზარმაზარი. ამიტომ ტუმბოს ძირითადად ნახშირის მაღაროებში იყენებდნენ. ისინი ამოტუმბავდნენ მიწისქვეშა წყლებს.
1712 წელს მსოფლიომ დაინახაორთქლის მანქანა თომას ნიუკომენი. Newcomen-ის ორთქლის ძრავა აერთიანებს საუკეთესო იდეებს Papen-ის ორთქლის ძრავიდან და Severi-ის ორთქლის ტუმბოდან. მასში მოძრაობის განსახორციელებლად გამოიყენებოდა ორთქლის ცილინდრი დგუშით, როგორც პაპენის ორთქლის ძრავაში. ამ შემთხვევაში ორთქლი მიიღება ცალკე, ორთქლის ქვაბში, როგორც სევერის ორთქლის ტუმბოში.
ორთქლის ძრავების შექმნაში მნიშვნელოვანი გარღვევის მიუხედავად, Newcomen მანქანამ მიიღო მისი ძირითადი განაწილება მხოლოდ როგორც წყლის ტუმბოების წამყვანი. Newcomen-ის ორთქლის ძრავის მთავარი მინუსი იყო მისი უზარმაზარი ზომა და ნახშირის მაღალი მოხმარება. მისი გამოყენების მცდელობა ორთქლმავლების გადასაადგილებლად წარუმატებელი აღმოჩნდა.
50 წელზე მეტი ხნის განმავლობაში, Newcomen-ის ორთქლის ძრავა უცვლელი დარჩა. 1763 წელს ჯეიმს უატს, გლაზგოს უნივერსიტეტის მექანიკოსს, შესთავაზეს ნიუკომენის ორთქლის ძრავის შეკეთება. Newcomen-ის აპარატთან მუშაობის პროცესში ვატი მიდის დასკვნამდე, რომ კარგი იქნებოდა მისი გაუმჯობესება.
პირველ რიგში, ვატი გადაწყვეტს ორთქლის ცილინდრი ყოველთვის ცხელი იყოს. ეს შეამცირებს ნახშირის მოხმარებას. ამისათვის ის ქმნის კონდენსატორს ორთქლის გასაგრილებლად. შემდეგი, რასაც აკეთებს არის ორთქლის ცილინდრის მუშაობის წესის შეცვლა. თუ Newcomen-ის ორთქლის ძრავაში მანქანა ატმოსფერული წნევის ზემოქმედებით ასრულებდა თავის სამუშაო დარტყმას, მაშინ Watt ორთქლის ძრავაში დგუში ასრულებდა სამუშაო მოძრაობას ორთქლის წნევის გავლენის ქვეშ. ამან შესაძლებელი გახადა ცილინდრში წნევის გაზრდა და ორთქლის ძრავის ზომის შემცირება.
1773 წელს ვატმა ააშენა თავისი პირველიმოქმედი ორთქლის ძრავა... და 1774 წელს, მრეწვეელ მეთიუ ბოლტონთან ერთად, ვატმა გახსნა კომპანია ორთქლის ძრავების წარმოებისთვის. 1775 წლიდან 1785 წლამდე - ფირმა Watt-ის მიერ აშენდა 56 ორთქლის ძრავა. 1785 წლიდან 1795 წლამდე - ამ მანქანებიდან 144 უკვე მიწოდებულია იმავე კომპანიის მიერ. საქმეები კარგად მიდიოდა და ბოლტონი უატს სთხოვს შექმნას ორთქლის ძრავა მისი ახალი ფურცლის მოძრავი წისქვილისთვის.
1884 წელს Watt ქმნის პირველსუნივერსალური ორთქლის მანქანა.მისი მთავარი დანიშნულებაა სამრეწველო ჩარხების მართვა. ამ მომენტიდან, ორთქლის ძრავა აღარ არის მიბმული ქვანახშირის მაღაროებზე. იწყებენ მის გამოყენებას ქარხნებში, ამონტაჟებენ ორთქლმავალებზე და ქმნიან მატარებლებს.
სწორედ Watt-ის ორთქლის ძრავამ მოახდინა ტექნოლოგიური გარღვევა ტექნოლოგიაში. მან გახსნა ახალი ერა ტექნოლოგიის ისტორიაში - ორთქლის ძრავების ერა.
პირველი ორთქლის მანქანა 1770 წ... ჟან კუნიო - ფრანგი ინჟინერი, ააშენა პირველი თვითმავალი ურიკა, რომელიც განკუთვნილი იყო საარტილერიო ნაწილების გადასაადგილებლად
"Უმცროსი ძმა" - ორთქლის ლოკომოტივი 1803 წელს. - ინგლისელმა გამომგონებელმა რიჩარდ ტრევიტიკმა დააპროექტა პირველი ორთქლის ლოკომოტივი. 5 წლის შემდეგ ტრევიტიკმა ააგო ახალი ორთქლის ლოკომოტივი. მან განავითარა სიჩქარე 30 კმ/სთ-მდე. 1816 წელს, მხარდაჭერის გარეშე, ტრევიტიკი გაკოტრდა და გაემგზავრა სამხრეთ ამერიკაში
გადამწყვეტი როლი 1781-1848 წწ. - ინგლისელი დიზაინერი და გამომგონებელი ჯორჯ სტეფენსონი 1814 წ. - დაიწყო ორთქლის ლოკომოტივების მშენებლობა. 1823 წ მან დააარსა მსოფლიოში პირველი ორთქლის ლოკომოტივის ქარხანა 1829 წელს. საუკეთესო ლოკომოტივების კონკურსში პირველი ადგილი დაიკავა სტეფენსონის ორთქლის ლოკომოტივმა Raketa. მისი სიმძლავრე იყო 13 ცხ.ძ., ხოლო სიჩქარე 47 კმ/სთ.
შიდა წვის ძრავა 1860 წ- ფრანგმა მექანიკოსმა ლენუარმა 1878 წელს გამოიგონა შიდა წვის ძრავა. - გერმანელმა გამომგონებელმა ოტომ დააპროექტა ოთხტაქტიანი შიდა წვის ძრავა. 1825 წ - გერმანელმა გამომგონებელმა Daimler-მა შექმნა ბენზინის შიდა წვის ძრავა დაახლოებით იმავე პერიოდში, ბენზინის ძრავა შეიმუშავა კოსტოვიჩმა რუსეთში.
სპეციალური მოწყობილობა. კარბურატორი.გერმანელმა ინჟინერმა რუდოლფ დიზელმა შექმნა შიდა წვის ძრავა, რომელშიც შეკუმშული იყო არა აალებადი ნარევი, არამედ ჰაერი. ეს არის ყველაზე ეკონომიური სითბოს ძრავები 1) მუშაობს იაფი ტიპის საწვავზე 2) აქვს ეფექტურობა 31-44% 1913 წლის 29 სექტემბერს. ლონდონისკენ მიმავალ ორთქლმავალზე ჩაჯდა. მეორე დილით სალონში ვერ იპოვეს. ითვლება, რომ მან თავი მოიკლა ღამით ლამანშის წყლებში ჩავარდნით.
1.2. სითბოს ძრავის მუშაობის პრინციპი.
სითბური ძრავები შეიძლება მოწყობილი იყოს სხვადასხვა გზით, მაგრამ ნებისმიერ სითბურ ძრავში უნდა იყოს სამუშაო ნივთიერება ან კორპუსი, რომელიც ასრულებს მექანიკურ სამუშაოებს მანქანის სამუშაო ნაწილში, გამათბობელი, სადაც სამუშაო ნივთიერება იღებს ენერგიას და მაცივარი, რომელიც შლის სითბოს. სამუშაო ორგანოდან.
სამუშაო საშუალება შეიძლება იყოს ორთქლი ან გაზი.
1.3. სითბოს ძრავების ტიპები.
სითბოს ძრავები ორი ტიპისაა - დამოკიდებულია მათში მიმდინარე პროცესების მიმართულებაზე:
1.
სითბოს ძრავებიგარე წყაროდან მომდინარე სითბოს გადაქცევა მექანიკურ სამუშაოდ.
სამაცივრო მანქანებისითბოს გადაცემა ნაკლებად გახურებული სხეულიდან უფრო გაცხელებულზე გარე წყაროს მექანიკური მუშაობის გამო.
მოდით განვიხილოთ ამ ტიპის სითბოს ძრავები უფრო დეტალურად.
1.3.1. სითბოს ძრავები.
ჩვენ ვიცით, რომ სხეულზე სამუშაოს შესრულება მისი შინაგანი ენერგიის შეცვლის ერთ-ერთი გზაა: დასრულებული სამუშაო, თითქოსდა, იხსნება სხეულში, გადაიქცევა ქაოტური მოძრაობისა და მისი ნაწილაკების ურთიერთქმედების ენერგიად.
სითბოს ძრავა არის მოწყობილობა, რომელიც, პირიქით, გამოაქვს სასარგებლო სამუშაოს სხეულის "ქაოტური" შინაგანი ენერგიისგან. სითბოს ძრავის გამოგონებამ მართლაც შეცვალა ადამიანის ცივილიზაციის სახე.
სითბოს ძრავის სქემატური დიაგრამა შეიძლება გამოსახული იყოს შემდეგნაირად:
ვნახოთ, რას ნიშნავს ამ დიაგრამის ელემენტები.
სამუშაო ორგანო ძრავი არის გაზი. იგი ფართოვდება, მოძრაობს დგუში და ამით ასრულებს სასარგებლო მექანიკურ სამუშაოს.
მაგრამ იმისათვის, რომ აიძულოთ გაზი გაფართოვდეს, გარე ძალების დაძლევით, აუცილებელია მისი გაცხელება გარემოს ტემპერატურაზე მნიშვნელოვნად მაღალი. ამისთვის გაზი შეჰყავთ გამათბობელთან - იწვის საწვავთან.
საწვავის წვის პროცესში გამოიყოფა მნიშვნელოვანი ენერგია, რომლის ნაწილი გამოიყენება გაზის გასათბობად. გაზი გამათბობელიდან იღებს სითბოს რაოდენობას Qн ... სწორედ ამ სითბოს გამო აკეთებს ძრავა სასარგებლო სამუშაოს.ა .
ეს ყველაფერი გასაგებია, მაგრამ რა არის მაცივარი და რატომ არის საჭირო?
გაზის ერთჯერადი გაფართოებით ჩვენ შეგვიძლია გამოვიყენოთ შემომავალი სითბო რაც შეიძლება ეფექტურად და მთლიანად ვაქციოთ სამუშაოდ. ამისათვის თქვენ უნდა გააფართოვოთ გაზი იზოთერმულად: თერმოდინამიკის პირველი კანონი, როგორც ვიცით, გვაძლევს ამ შემთხვევაში A = Qn.
მაგრამ არავის სჭირდება ერთჯერადი გაფართოება. ძრავა უნდა იმუშაოს ციკლურად, უზრუნველყოფს დგუშის მოძრაობის პერიოდულ განმეორებადობას. ამიტომ, გაფართოების ბოლოს, გაზი უნდა შეკუმშოს, დააბრუნოს იგი პირვანდელ მდგომარეობაში.
გაფართოების პროცესში გაზი ასრულებს გარკვეულ სასარგებლო სამუშაოს A1. შეკუმშვის პროცესში გაზზე შესრულებულია დადებითი სამუშაო A2 (და თავად აირი ასრულებს უარყოფით მუშაობას A2). საბოლოოდ სასარგებლო სამუშაოგაზი ციკლზე A = A1-A2.
რა თქმა უნდა, უნდა იყოს A> 0 ან A2<А1 (иначе никакого смысла в двигателе нет). Сжимая газ, мы должны совершить меньшую работу, чем совершил газ при расширении.
როგორ შეიძლება ამის მიღწევა? პასუხი: გაზის შეკუმშვა უფრო დაბალი წნევით, ვიდრე გაფართოების დროს. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, pV დიაგრამაზე, შეკუმშვის პროცესი უნდა იყოს ქვემოთ გაფართოების პროცესზე, ანუ ციკლზე. უნდა გაიაროს საათის ისრის მიმართულებით.
მაგალითად, ფიგურაში მოცემულ ციკლში, გაზის მუშაობა გაფართოების დროს უდრის მრუდი ტრაპეციის V11a2V2 ფართობს. ანალოგიურად, სამუშაო გაზის შეკუმშვაზე უდრის მრუდი ტრაპეციის V11b2V2 ფართობს მინუს ნიშნით. შედეგად, გაზის მუშაობა A ციკლზე დადებითი და ტოლია ციკლის 1a2b1 ფართობის.
კარგი, მაგრამ როგორ უნდა დაბრუნდეს გაზი საწყის მდგომარეობაში ქვედა მრუდის გასწვრივ, ე.ი. ე. უფრო მცირე დანაყოფების მქონე სახელმწიფოების მეშვეობით? შეგახსენებთ, რომ მოცემული მოცულობისთვის, რაც უფრო დაბალია ტემპერატურა, მით უფრო დაბალია გაზის წნევა. ამიტომ, შეკუმშვისას, გაზი უნდა გაიაროს დაბალი ტემპერატურის მქონე მდგომარეობებში.
ეს არის ზუსტად ის, რისთვისაც არის მაცივარი: იმისათვისმაგარი გაზი შეკუმშვის პროცესში. მაცივარი შეიძლება იყოს ატმოსფერო (შიგაწვის ძრავებისთვის) ან გამაგრილებელი წყალი (ორთქლის ტურბინებისთვის).
გაციებისას გაზი მაცივარს გამოყოფს Q2 სითბოს გარკვეულ რაოდენობას. გაზის მიერ მიღებული სითბოს მთლიანი რაოდენობა ციკლზე ხდება Q1-Q2-ის ტოლი. თერმოდინამიკის პირველი კანონის მიხედვით:
Q 1- Q 2 = A + deltaU,
სადაც deltaU არის გაზის შიდა ენერგიის ცვლილება ციკლზე. ის უდრის ნულს დელტაU = 0, ვინაიდან გაზი დაუბრუნდა პირვანდელ მდგომარეობას (და შიდა ენერგია, როგორც გვახსოვს, არის სახელმწიფო ფუნქცია). შედეგად, გაზის სამუშაო ციკლზე უდრის:
A = Q 1- Q 2.
როგორც ხედავთ, ა წვის საწვავის ენერგიის მექანიკურ სამუშაოდ გადაქცევის ეფექტურობის მაჩვენებელია სითბოს ძრავის ეფექტურობა. სითბოს ძრავის ეფექტურობაარის A მექანიკური სამუშაოს თანაფარდობა გამათბობელიდან მოწოდებული Q1 სითბოს რაოდენობასთან. სითბოს ძრავის ეფექტურობა, როგორც ვხედავთ, ყოველთვის ნაკლებია ვიდრე ერთიანობა. მაგალითად, ორთქლის ტურბინების ეფექტურობა არის დაახლოებით 25%, ხოლო შიდა წვის ძრავის ეფექტურობა დაახლოებით 40%. 1.3.2. სამაცივრო მანქანები. ყოველდღიური გამოცდილება და ფიზიკური ექსპერიმენტები გვეუბნება, რომ სითბოს გაცვლის პროცესში სითბო უფრო გახურებული სხეულიდან ნაკლებად გახურებულზე გადადის, მაგრამ არა პირიქით. არასოდეს დაფიქსირებულა პროცესები, რომლებშიც სითბოს გაცვლის გამო ენერგია სპონტანურად გადადის ცივი სხეულიდან ცხელზე, რის შედეგადაც ცივი სხეული კიდევ უფრო გაცივდებოდა, ცხელი კი კიდევ უფრო გაცხელდებოდა. საკვანძო სიტყვა აქ არის "სპონტანური". თუ თქვენ იყენებთ ენერგიის გარე წყაროს, მაშინ სავსებით შესაძლებელია განახორციელოთ სითბოს გადაცემის პროცესი ცივი სხეულიდან ცხელზე. ეს არის ის, რასაც აკეთებენ სამაცივრო მანქანები. სამუშაო ორგანო სამაცივრო მანქანასაც ეძახიანგამაგრილებელი (ნამდვილ სამაცივრე ქარხნებში გამაგრილებელი არის აქროლადი ხსნარი დაბალი დუღილის წერტილით, რომელიც აორთქლებისას იღებს სითბოს და კონდენსაციის დროს უბრუნებს მას). სიმარტივისთვის მას განვიხილავთ გაზად, რომელიც შთანთქავს სითბოს გაფართოების დროს და გამოყოფს შეკუმშვისას. მაცივარი (T2) სამაცივრო მანქანაში არის სხეული, საიდანაც სითბოს აშორებენ. მაცივარი სითბოს რაოდენობას Q2 გადასცემს სამუშაო სითხეს (გაზს), რის შედეგადაც გაზი ფართოვდება. შეკუმშვის დროს გაზი გამოსცემს სითბოს Q1 უფრო გაცხელებულ სხეულს - გამათბობელს (T1). ასეთი სითბოს გადაცემისთვის, გაზი უნდა იყოს შეკუმშული უფრო მაღალ ტემპერატურაზე, ვიდრე იყო გაფართოების დროს. ეს შესაძლებელია მხოლოდ გარე წყაროს (მაგალითად, ელექტროძრავის) მიერ შესრულებული სამუშაოს გამო (ნამდვილი სამაცივრო ბლოკებში ელექტროძრავა ქმნის დაბალ წნევას აორთქლებაში, რის შედეგადაც მაცივარი ადუღდება და იღებს სითბოს. პირიქით, ელექტროძრავა ქმნის მაღალ წნევას კონდენსატორში, რომლის ქვეშაც მაცივარი კონდენსირდება და სითბოს გამოსცემს). ამრიგად, გამათბობელზე გადაცემული სითბოს რაოდენობა უფრო მეტია, ვიდრე მაცივრიდან აღებული სითბოს რაოდენობა, მხოლოდ A მნიშვნელობით. Q 1 = Q 2 + A. ამრიგად, pV-დიაგრამაზე გადის სამაცივრო მანქანის მუშაობის ციკლი საათის საწინააღმდეგოდ... ციკლის არეალი არის სამუშაო A, შესრულებული გარე წყაროს მიერ, სამაცივრო მანქანის ეფექტურობის მაჩვენებელია გაგრილების კოეფიციენტიტოლია მაცივრიდან ამოღებული სითბოს თანაფარდობა გარე წყაროს მუშაობასთან: A = Q 2 / A მაცივრის კოეფიციენტი შეიძლება იყოს ერთზე მეტი. რეალურ მაცივრებში ის იღებს მნიშვნელობებს დაახლოებით 1-დან 3-მდე. არის კიდევ ერთი საინტერესო აპლიკაცია: ჩილერს შეუძლია სითბოს ტუმბოს როლი შეასრულოს. მაშინ მისი დანიშნულებაა გარემოდან ამოღებული სითბოს გამო გარკვეული რეზერვუარის გათბობა (მაგალითად, ოთახის გათბობა). ამ შემთხვევაში, ეს რეზერვუარი იქნება გამათბობელი, ხოლო გარემო – მაცივარი. სითბოს ტუმბოს ეფექტურობის მაჩვენებელია გათბობის კოეფიციენტიუდრის გაცხელებულ რეზერვუარში გადაცემული სითბოს რაოდენობის თანაფარდობას გარე წყაროს მუშაობასთან. რეალური სითბოს ტუმბოების გათბობის კოეფიციენტის მნიშვნელობები ჩვეულებრივ 3-დან 5-მდეა. 1.4. კარნოს სითბოს ძრავა. სითბოს ძრავის ყველაზე მნიშვნელოვანი მახასიათებლებია სამუშაო სითხის ტემპერატურის უმაღლესი და ყველაზე დაბალი მნიშვნელობები ციკლის განმავლობაში. ეს მნიშვნელობები დასახელებულია შესაბამისადგამათბობლის ტემპერატურადა მაცივრის ტემპერატურა. ჩვენ დავინახეთ, რომ სითბოს ძრავის ეფექტურობა მკაცრად ნაკლებია ერთიანობაზე. ჩნდება ბუნებრივი კითხვა: რა არის სითბოს ძრავის მაქსიმალური ეფექტურობა გამათბობელის ტემპერატურის T1 და მაცივრის T2 ტემპერატურის ფიქსირებული მნიშვნელობებით? მაგალითად, მომუშავე ძრავის სხეულის მაქსიმალური ტემპერატურა იყოს 1000 K, ხოლო მინიმალური 300 K. რა არის ასეთი ძრავის ეფექტურობის თეორიული ზღვარი? ამ კითხვაზე პასუხი გასცა ფრანგმა ფიზიკოსმა და ინჟინერმა სადი კარნომ 1824 წელს. მან გამოიგონა და გამოიკვლია შესანიშნავი სითბური ძრავა იდეალური გაზით, როგორც სამუშაო სითხე. ეს მანქანა მუშაობს კარნოს ციკლის მიხედვით. შედგება ორი იზოთერმისგან და ორი ადიაბატისგან. განვიხილოთ წინა მარყუჟი კარნოს მანქანა საათის ისრის მიმართულებით მუშაობს. ამ შემთხვევაში, მანქანა ფუნქციონირებს როგორც სითბოს ძრავა. იზოთერმი 1-2. 1-2 განყოფილებაში გაზი შედის თერმულ კონტაქტში T1 ტემპერატურის გამათბობელთან და იზოთერმულად ფართოვდება. სითბოს რაოდენობა Q1 მიეწოდება გამათბობელიდან და მთლიანად გარდაიქმნება სამუშაოდ ამ განყოფილებაში: A12 = Q1. ადიაბათი 2-3. შემდეგი შეკუმშვისთვის აუცილებელია გაზის გადატანა უფრო დაბალი ტემპერატურის ზონაში. ამისათვის გაზი თერმულად იზოლირებულია, შემდეგ კი ადიაბატურად ფართოვდება 2-3 განყოფილებაში. გაფართოებისას გაზი ასრულებს დადებით მუშაობას A23 და ამის გამო მისი შიდა ენერგია მცირდება: deltaU23 = - A23. იზოთერმი 3-4. თბოიზოლაცია ამოღებულია, გაზი თერმულ კონტაქტში შედის T2 ტემპერატურის მაცივართან. ხდება იზოთერმული შეკუმშვა. გაზი აძლევს მაცივარს სითბოს Q2 რაოდენობას და ასრულებს უარყოფით სამუშაოს A34 = - Q2. ადიაბათი 4-1. ეს განყოფილება აუცილებელია გაზის პირვანდელ მდგომარეობაში დასაბრუნებლად. ადიაბატური შეკუმშვის დროს გაზი ასრულებს უარყოფით მუშაობას A41. გაზი თბება საწყის ტემპერატურამდე T1. კარნომ აღმოაჩინა ამ ციკლის ეფექტურობა (გამოთვლები, სამწუხაროდ, სასკოლო სასწავლო გეგმის ფარგლებს სცილდება). უფრო მეტიც, მან ეს დაამტკიცაკარნოს ციკლის ეფექტურობა მაქსიმალურია ყველა სითბური ძრავისთვის გამათბობელი ტემპერატურის T1 და მაცივრის ტემპერატურის T2.... ასე რომ, ზემოთ მოცემულ მაგალითში (T1 = 1000 K, T2 = 300 K) გვაქვს: ეფექტურობამაქსი = (1000-300): 1000 = 0.7 (= 70%) რა აზრი აქვს იზოთერმების და ადიაბატების გამოყენებას და არა სხვა პროცესებს? გამოდის, რომ იზოთერმული და ადიაბატური პროცესები კარნოს მანქანას შექცევადს ხდის ... მისი მართვა შესაძლებელიასაპირისპირო მარყუჟი (საათის ისრის საწინააღმდეგო მიმართულებით) ერთსა და იმავე გამათბობელსა და მაცივარს შორის, სხვა მოწყობილობების ჩართვის გარეშე. ამ შემთხვევაში კარნოს მანქანა იმუშავებს როგორც ჩილერი. კარნოს მანქანის ორივე მიმართულებით მუშაობის უნარი ძალიან მნიშვნელოვან როლს ასრულებს თერმოდინამიკაში. მაგალითად, ეს ფაქტი ემსახურება კარნოს ციკლის მაქსიმალური ეფექტურობის დამადასტურებელ რგოლს. 2. რაკეტა. - (იტალიური rocchetta-დან - მასში პატარა ღერო. Rakete ან ჰოლანდიური. raket) - თვითმფრინავი, რომელიც მოძრაობს კოსმოსში რეაქტიული ბიძგის მოქმედების გამო, წარმოიქმნება მხოლოდ საკუთარი მასის (სამუშაო სხეულის) ნაწილის უარყოფის შედეგად. ) აპარატის და გარემოს მატერიის გამოყენების გარეშე ... ვინაიდან რაკეტის ფრენა სულაც არ საჭიროებს ატმოსფერული ჰაერის ან გაზის გარემოს არსებობას, ეს შესაძლებელია არა მხოლოდ ატმოსფეროში, არამედ ვაკუუმშიც. სიტყვა "რაკეტა" ეხება საფრენი მოწყობილობების ფართო არჩევანს, სადღესასწაულო ცეცხლსასროლი იარაღიდან დაწყებული კოსმოსური გამშვები მანქანით. სამხედრო ტერმინოლოგიაში სიტყვა რაკეტა აღნიშნავს, როგორც წესი, უპილოტო საფრენი აპარატების კლასს, რომელიც გამოიყენება დისტანციური სამიზნეების დასაჭერად და ფრენისთვის რეაქტიული ძრავის პრინციპის გამოყენებით. შეიარაღებულ ძალებში რაკეტების მრავალფეროვან გამოყენებასთან დაკავშირებით, სამხედრო ძალების სხვადასხვა შტოების მიერ, ჩამოყალიბდა სხვადასხვა ტიპის სარაკეტო იარაღის ფართო კლასი. 1.1. სარაკეტო მეცნიერების ისტორია. არსებობს ვარაუდი, რომ რაკეტის რაღაც გარეგნობა შეიქმნა უკანძველი საბერძნეთი ალიქს სინის მიერ. საუბარია ტარენტუმის არქიტის მფრინავ ხის მტრედზე.მისი გამოგონება ნაშრომშია ნახსენებიძველი რომაელი მწერალი აულუს გელიუსი "სხვენის ღამეები".წიგნში ნათქვამია, რომ ჩიტი აწიეს სიმძიმეებით და მოძრაობდნენ ფარული და ფარული ჰაერის სუნთქვით. ჯერ არ არის დადგენილი: მტრედი ამოქმედდა მის შიგნით ჰაერმა თუ ჰაერმა, რომელიც მას გარედან უბერავდა? გაურკვეველი რჩება, როგორ შეეძლო არქიტასს მიეღო შეკუმშული ჰაერი მტრედის შიგნით. უძველესი ტრადიციითპნევმატიკა არ არსებობს შეკუმშული ჰაერის ასეთი გამოყენების ანალოგი. ისტორიკოსთა უმეტესობა რაკეტების წარმოშობას დროებს ანიჭებსჩინური ჰანის დინასტია (ძვ. წ. 206 - ახ. წ. 220 წ.), დენთის აღმოჩენამდე და მისი გამოყენების დასაწყისამდე ფეიერვერკებისთვის და გასართობად. ფხვნილის მუხტის აფეთქების შედეგად წარმოქმნილი ძალა საკმარისი იყო სხვადასხვა ობიექტების გადასაადგილებლად.მოგვიანებით ეს პრინციპი გამოიყენეს პირველის შექმნისასთოფები და მუშკეტები. იარაღის ფხვნილის ჭურვებიშეეძლო შორ მანძილზე ფრენა, მაგრამ არ იყო რაკეტები, რადგან მათ არ გააჩნდათ საკუთარი მარაგისაწვავი. მიუხედავად ამისა, სწორედ დენთის გამოგონება გახდა რეალური რაკეტების გაჩენის მთავარი წინაპირობა. პირველი რაკეტა ადამიანმა სულ მცირე 700 წლის წინ შექმნა. მე-13 საუკუნეში ჩინელებმა პირველად გამოიყენეს რაკეტები ან, როგორც მაშინ უწოდებდნენ, „ცეცხლოვანი ისრები“ მონღოლი დამპყრობლების წინააღმდეგ და მტერი დაბნეულობასა და პანიკაში ჩააგდეს. 1232 წელს კაიკენის ბრძოლაში ჩინელებმა გაუშვეს "ცეცხლოვანი ისრები", რომლებზეც დატკეპნილი ქაღალდის მილი იყო მიმაგრებული, ღია მხოლოდ უკანა ბოლოში და სავსე წვადი ნაერთით. ეს მუხტი აალდა, შემდეგ კი ისარი მშვილდის გამოყენებით გაისროლეს. ასეთი ისრები გამოიყენებოდა რიგ შემთხვევებში სიმაგრეების ალყის დროს, გემებისა და კავალერიის წინააღმდეგ. კაიკენის ბრძოლის შემდეგ მონღოლებმა დაიწყეს საკუთარი რაკეტების წარმოება და ევროპაში პირველი სარაკეტო ტექნოლოგიის გავრცელება. მე-13-მე-15 საუკუნეებში იყო ცნობები რაკეტების სხვადასხვა ექსპერიმენტების შესახებ. ინგლისში ბერი სახელად როჯერ ბეკონი მუშაობდა ფხვნილის ახალ ფორმულაზე, რომელიც გაზრდიდა რაკეტის ჭურვების დიაპაზონს. საფრანგეთში ჟან ფროსარტმა აღმოაჩინა, რომ ჭურვის ფრენა უფრო ზუსტი იქნებოდა, თუ რაკეტა მილის მეშვეობით გაისროლა. რამდენიმე საუკუნის შემდეგ, ფროსარის იდეამ ბიძგი მისცა ბაზუკას მსგავსი ტანკსაწინააღმდეგო სარაკეტო ჭურვების შექმნას. იტალიაში ჯან დე ფონტანამ შეიმუშავა ტორპედოსმაგვარი რაკეტა, რომელიც მოძრაობდა წყლის ზედაპირზე მტრის გემებისთვის ცეცხლის გადასაკიდებლად. თუმცა, ინდოელი პრინცი ჰაიდარ ალი, რომელიც მართავდა ინდოეთის სამხრეთით მდებარე მაისორის (ან კარნატაკას) სამეფოს, შეიძლება ეწოდოს თანამედროვე სარაკეტო ტექნოლოგიების ნოვატორად. მაისორსა და ბრიტანულ აღმოსავლეთ ინდოეთის სავაჭრო კომპანია ჰაიდარს შორის ომების დროს ალი იყენებდა რაკეტებს და სარაკეტო პოლკებს რეგულარული ჯარების სახით. მთავარი ტექნოლოგიური ინოვაცია იყო მაღალი ხარისხის ლითონის ჭურვის გამოყენება, რომელშიც მოთავსებული იყო დენთის მუხტი (ასე გაჩნდა პირველი წვის კამერა). ჰაიდარ ალიმ ასევე შექმნა სპეციალური გაწვრთნილი სარაკეტო რაზმები, რომლებსაც შეეძლოთ რაკეტები შორეულ სამიზნეებზე მისაღები სიზუსტით მიმართონ. ანგლო-მისორის ომებში რაკეტების გამოყენებამ ბრიტანელები მიიყვანა ამ ტიპის იარაღის გამოყენების იდეამდე. უილიამ კონგრევმა, ბრიტანული ძალების ოფიცერმა, რომელმაც რამდენიმე ინდური რაკეტა დაიპყრო, როგორც ტროფეი, ეს ჭურვები გაგზავნა ინგლისში შემდგომი შესწავლისა და განვითარებისთვის. 1804 წელს კონგრევმა, ლონდონის მახლობლად, ვულვიჩში სამეფო არსენალის უფროსის ვაჟმა, დაიწყო სარაკეტო პროგრამის შემუშავება და რაკეტების მასობრივი წარმოება. კონგრევმა შექმნა ახალი საწვავის ნარევი და შეიმუშავა სარაკეტო ძრავა და ლითონის მილაკი შეკუმშული წვერით. ამ რაკეტებს, რომლებიც იწონიდნენ 15 კგ-ს, ეწოდა Congreve Rockets. სარაკეტო არტილერია ფართოდ გამოიყენებოდა XIX საუკუნის ბოლომდე. რაკეტები უფრო მსუბუქი და მოძრავი იყო ვიდრე საარტილერიო ნაწილები. რაკეტების სროლის სიზუსტე და სიზუსტე მცირე იყო, მაგრამ შედარებადი იმდროინდელ საარტილერიო დანაყოფებთან. თუმცა, მე-19 საუკუნის მეორე ნახევარში გამოჩნდა თოფიანი საარტილერიო თოფები, რომლებიც უზრუნველყოფდნენ სროლის უფრო დიდ სიზუსტეს და სიზუსტეს და სარაკეტო არტილერია ყველგან ამოღებულ იქნა სამსახურიდან. მხოლოდ ფეიერვერკი დასიგნალის აფეთქებები. XIX საუკუნის ბოლოს გაკეთდა მცდელობები რეაქტიული ძრავის მათემატიკურად ახსნისა და უფრო ეფექტური სარაკეტო იარაღის შესაქმნელად. რუსეთში ნიკოლაი ტიხომიროვი იყო ერთ-ერთი პირველი, ვინც ამ საკითხს 1894 წელს შეეხო. კონსტანტინე ციოლკოვსკიმ შეისწავლა რეაქტიული ძრავის თეორია. მან წამოაყენა კოსმოსური ფრენისთვის რაკეტების გამოყენების იდეა და ამტკიცებდა, რომ მათთვის ყველაზე ეფექტური საწვავი იქნებოდა თხევადი ჟანგბადისა და წყალბადის კომბინაცია. მან შექმნა რაკეტა პლანეტათაშორისი კომუნიკაციებისთვის 1903 წელს. გერმანელმა მეცნიერმა ჰერმან ობერტმა ასევე ჩამოაყალიბა პლანეტათაშორისი ფრენის პრინციპები 1920-იან წლებში. გარდა ამისა, მან ჩაატარა სარაკეტო ძრავების ტესტები. ამერიკელმა მეცნიერმა რობერტ გოდარტმა 1923 წელს დაიწყო თხევადი საწვავის სარაკეტო ძრავის შემუშავება, ხოლო სამუშაო პროტოტიპი დასრულდა 1925 წლის ბოლოს. 1926 წლის 16 მარტი მან გაუშვა პირველი თხევადი საწვავი რაკეტა ბენზინისა და თხევადი ჟანგბადის საწვავად გამოყენებით. 1933 წლის 17 აგვისტოს გაუშვა რაკეტა GIRD 9, რომელიც შეიძლება ჩაითვალოს პირველ საბჭოთა საზენიტო რაკეტად. მან მიაღწია 1,5 კმ სიმაღლეს. ხოლო შემდეგი რაკეტა "GIRD 10", რომელიც გაშვებულ იქნა 1933 წლის 25 ნოემბერს, უკვე მიაღწია 5 კმ სიმაღლეს. 1931 წლის 14 მარტს VfR-ის წევრმა იოჰანეს ვინკლერმა განახორციელა თხევადი საწვავი რაკეტის პირველი წარმატებული გაშვება ევროპაში. 1957 წელს. სსრკ-ში, სერგეი კოროლევის ხელმძღვანელობით, შეიქმნა მსოფლიოში პირველი კონტინენტთაშორისი ბალისტიკური რაკეტა R-7, როგორც ბირთვული იარაღის მიწოდების საშუალება, რომელიც იმავე წელს გამოიყენეს მსოფლიოში პირველი ხელოვნური დედამიწის თანამგზავრის გასაშვებად. ასე დაიწყო რაკეტების გამოყენება კოსმოსური ფრენებისთვის. 2.2. ფრენის დროს რაკეტაზე მოქმედი ძალები. რაკეტებზე ან სხვა კოსმოსურ ხომალდებზე მოქმედი ძალების შესწავლის მეცნიერებას ასტროდინამიკა ეწოდება. ფრენის დროს რაკეტაზე მოქმედი ძირითადი ძალები: ძრავის ბიძგი. ატმოსფეროში გადაადგილებისას – ნებისმიერი წინააღმდეგობა. ამწევის ძალა. ჩვეულებრივ მცირე, მაგრამ მნიშვნელოვანი სარაკეტო პლანერებისთვის. 2.3. რაკეტების გამოყენება. 2.3.1.სამხედრო. რაკეტები გამოიყენება მიზნამდე იარაღის მიტანის მეთოდად.
რაკეტების მცირე ზომა და მაღალი სიჩქარე უზრუნველყოფს მათ დაბალ დაუცველობას. ვინაიდან პილოტი არ არის საჭირო საბრძოლო რაკეტის გასაკონტროლებლად, მას შეუძლია ატაროს დიდი დესტრუქციული ძალა, მათ შორის ბირთვული. თანამედროვე სახლისა და სანავიგაციო სისტემები რაკეტებს უფრო მეტ სიზუსტეს და მანევრირებას აძლევს. არსებობს მრავალი ტიპის საბრძოლო რაკეტები, რომლებიც განსხვავდება ფრენის დიაპაზონში, ასევე გაშვების და სამიზნეზე დარტყმის ადგილის მიხედვით ("სახმელეთო" - "ჰაერი"). სარაკეტო თავდაცვის სისტემები გამოიყენება საბრძოლო რაკეტებთან საბრძოლველად. ასევე არის ფლაკონები და ფლეირები. 2.3.2. Სამეცნიერო გამოკვლევა. 30-40 კილომეტრზე მეტ სიმაღლეზე თვითმფრინავებისა და ბუშტების ნაცვლად გამოიყენება გეოფიზიკური და მეტეოროლოგიური რაკეტები. რაკეტებს არ აქვთ შემზღუდველი ჭერი და გამოიყენება ზედა ატმოსფეროს, ძირითადად მეზოსფეროსა და იონოსფეროს გასახმოვანებლად. არსებობს რაკეტების დაყოფა მსუბუქ მეტეოროლოგიურ რაკეტებად, რომლებსაც შეუძლიათ ინსტრუმენტების ერთი ნაკრები აწიონ დაახლოებით 100 კილომეტრის სიმაღლეზე და მძიმე გეოფიზიკურ რაკეტებად, რომლებსაც შეუძლიათ რამდენიმე კომპლექტის ინსტრუმენტების გადატანა და რომელთა ფრენის სიმაღლე პრაქტიკულად შეუზღუდავია. როგორც წესი, სამეცნიერო რაკეტები აღჭურვილია ატმოსფერული წნევის, მაგნიტური ველის, კოსმოსური გამოსხივების და ჰაერის შემადგენლობის გასაზომი ინსტრუმენტებით, აგრეთვე მოწყობილობებით, რომლითაც გაზომვის შედეგები რადიოლით გადასცემენ დედამიწას. არის რაკეტების მოდელები, სადაც ასვლის დროს მიღებული მონაცემების მქონე ინსტრუმენტები პარაშუტების გამოყენებით მიწაზე დაშვებულია. სარაკეტო მეტეოროლოგიურ კვლევას წინ უძღოდა თანამგზავრის კვლევა, ამიტომ პირველ მეტეოროლოგიურ თანამგზავრებს ჰქონდათ იგივე ინსტრუმენტები, რაც მეტეოროლოგიურ რაკეტებს. რაკეტა პირველად ჰაერის გარემოს პარამეტრების შესასწავლად გაუშვა 1937 წლის 11 აპრილს, მაგრამ რეგულარული რაკეტების გაშვება დაიწყო 1950-იან წლებში, როდესაც შეიქმნა სპეციალიზებული სამეცნიერო რაკეტების სერია. 2.3.3. კოსმონავტიკა. რაკეტა ჯერ კიდევ ერთადერთი მანქანაა, რომელსაც შეუძლია კოსმოსური ხომალდის გაშვება. კოსმოსური ხომალდის ორბიტაზე აწევის ალტერნატიული გზები, როგორიცაა „კოსმოსური ლიფტი“, ელექტრომაგნიტური და ჩვეულებრივი იარაღი, ჯერ კიდევ დიზაინის ეტაპზეა. 2.3.4. სპორტი. არსებობენ სარაკეტო სპორტსმენები, რომელთა ჰობია რაკეტების მოდელების შექმნა და გაშვება. ასევე, რაკეტებს იყენებენ სამოყვარულო და პროფესიონალურ ფეიერვერკებში. 3. რეაქტიული ძრავა. ძრავა, რომელიც ქმნის მოძრაობისთვის აუცილებელ ბიძგს, საწვავის შიდა ენერგიის გარდაქმნით სამუშაო სითხის რეაქტიული ნაკადის კინეტიკურ ენერგიად. სამუშაო სითხე, ძრავებთან მიმართებაში, გაგებულია, როგორც ნივთიერება (გაზი, თხევადი, მყარი), რომლის დახმარებით საწვავის წვის დროს გამოთავისუფლებული თერმული ენერგია გარდაიქმნება სასარგებლო მექანიკურ სამუშაოდ. სხვადასხვა სახის ენერგია (ქიმიური, ბირთვული, ელექტრული, მზის) შეიძლება გარდაიქმნას რეაქტიული ნაკადის კინეტიკურ (მაღალსიჩქარიან) ენერგიად სარაკეტო ძრავაში. რეაქტიული ძრავის საფუძველია წვის კამერა, სადაც იწვება საწვავი (პირველადი ენერგიის წყარო) და წარმოიქმნება სამუშაო სითხე - ცხელი აირები (საწვავის წვის პროდუქტები). რეაქტიული ძალის მთავარი მახასიათებელია ის, რომ ის წარმოიქმნება სისტემის ნაწილების ურთიერთქმედების შედეგად გარე სხეულებთან ყოველგვარი ურთიერთქმედების გარეშე. 3.1. რეაქტიული ძრავების ისტორია. რეაქტიული ძრავების ისტორია განუყოფლად არის დაკავშირებული ავიაციის ისტორიასთან. ავიაციაში პროგრესი მთელი მისი არსებობის განმავლობაში უზრუნველყოფილი იყო ძირითადად თვითმფრინავის ძრავების პროგრესით და ავიაციის მიერ ძრავებზე დაყენებული ყველა მზარდი მოთხოვნა იყო თვითმფრინავის ძრავის მშენებლობის განვითარების ძლიერი სტიმულატორი. Flyer-1, რომელიც პირველ თვითმფრინავად ითვლებოდა, აღჭურვილი იყო დგუშიანი შიდა წვის ძრავით და ეს ტექნიკური გადაწყვეტა შეუცვლელი რჩებოდა ავიაციაში ორმოცი წლის განმავლობაში. გაუმჯობესდა თვითმფრინავის დგუშის ძრავები, გაიზარდა მათი სიმძლავრე და თვით თვითმფრინავის წონასთან თანაფარდობა. 30-იანი წლების დასაწყისში სსრკ-ში დაიწყო მუშაობა თვითმფრინავისთვის რეაქტიული ძრავის შექმნაზე. ჯერ კიდევ 1920 წელს საბჭოთა ინჟინერმა F.A. Tsander-მა წამოაყენა იდეა მაღალი სიმაღლის სარაკეტო თვითმფრინავის შესახებ. მისი OR-2 ძრავა, რომელიც მუშაობდა ბენზინზე და თხევად ჟანგბადზე, განკუთვნილი იყო თვითმფრინავის პროტოტიპზე დასაყენებლად. 1939 წელს სსრკ-ში ჩატარდა რამჯეტის ძრავების (რამჯეტის ძრავების) ფრენის ტესტები I-15 თვითმფრინავზე, რომელიც შექმნილია NN Polikarpov-ის მიერ. მერკულოვის მიერ შექმნილი რამჯეტის ძრავა დამონტაჟდა თვითმფრინავის ქვედა თვითმფრინავებზე, როგორც დამატებითი ძრავა. პირველი ფრენები ჩაატარა გამოცდილმა პილოტმა P.E. Loginov-მა. მოცემულ სიმაღლეზე მან მანქანა მაქსიმალურ სიჩქარემდე ააჩქარა და რეაქტიული ძრავები ჩართო. დამატებითი ramjet ძრავების ბიძგმა გაზარდა ფრენის მაქსიმალური სიჩქარე. 1939 წელს შეიმუშავეს ძრავის საიმედო გაშვება ფრენისას და წვის პროცესის სტაბილურობა. ფრენისას პილოტს შეეძლო არაერთხელ ჩართო და გამორთო ძრავა და შეცვალოს მისი ბიძგი. 1940 წლის 25 იანვარს, ქარხნის მიერ ძრავების დამუშავების და მათი უსაფრთხოების შემოწმების შემდეგ, ჩატარდა ოფიციალური გამოცდა მრავალ ფრენაზე - თვითმფრინავის ფრენა რამჯეტის ძრავით. მოსკოვის ფრუნზეს ცენტრალური აეროდრომიდან დაწყებული, პილოტმა ლოგინოვმა დაბალ სიმაღლეზე ჩართო თავისი რეაქტიული ძრავები და რამდენიმე წრე გააკეთა აეროდრომის ტერიტორიაზე. 1940 წლის ზაფხულში ეს ძრავები დამონტაჟდა და გამოსცადა NN პოლიკარპოვის მიერ დაპროექტებულ I-153 „ჩაიკა“ გამანადგურებელზე. მათ თვითმფრინავის სიჩქარე 40-50 კმ/სთ-ით გაზარდეს. თუმცა, ფრენის სიჩქარის დროს, რომლის განვითარებაც პროპელერზე მომუშავე თვითმფრინავს შეეძლო, დამატებითი უკომპრესორო საჰაერო რეაქტიული ძრავები მოიხმარდნენ უამრავ საწვავს. რემჯეტს აქვს კიდევ ერთი მნიშვნელოვანი ნაკლი: ასეთი ძრავა არ უზრუნველყოფს ბიძგს ადგილზე და, შესაბამისად, ვერ უზრუნველყოფს თვითმფრინავის დამოუკიდებელ აფრენას. ეს ნიშნავს, რომ მსგავსი ძრავის მქონე თვითმფრინავი აუცილებლად უნდა იყოს აღჭურვილი რაიმე სახის დამხმარე გამშვები ელექტროსადგურით, მაგალითად, პროპელერით, წინააღმდეგ შემთხვევაში ის არ აფრინდება. საბრძოლო რეაქტიული თვითმფრინავების შექმნაზე მუშაობა ფართოდ განხორციელდა საზღვარგარეთ. 1942 წლის ივნისში შედგა მესერშმიტის მიერ დაპროექტებული გერმანული გამანადგურებელი გამანადგურებელი „Me-163“-ის პირველი ფრენა. ამ თვითმფრინავის მხოლოდ მეცხრე ვერსია მასობრივ წარმოებაში შევიდა 1944 წელს. პირველად ეს თვითმფრინავი თხევადი საწვავი ძრავით გამოიყენეს საბრძოლო ვითარებაში 1944 წლის შუა რიცხვებში მოკავშირეთა ძალების მიერ საფრანგეთში შეჭრის დროს. იგი გამიზნული იყო მტრის ბომბდამშენებთან და მებრძოლებთან გერმანიის ტერიტორიაზე. თვითმფრინავი იყო მონოპლანი ჰორიზონტალური კუდის გარეშე, რაც შესაძლებელი გახდა ფრთის დიდი დარტყმის გამო. იტალიაში 1940 წლის აგვისტოში განხორციელდა Campini-Caproni SS-2 მონოპლანიის პირველი 10 წუთიანი ფრენა. ეს თვითმფრინავი აღჭურვილი იყო ეგრეთ წოდებული საავტომობილო კომპრესორით VRM (ამ ტიპის VRM არ იყო გათვალისწინებული რეაქტიული ძრავების მიმოხილვაში, რადგან ის წამგებიანი აღმოჩნდა და არ მიიღო დისტრიბუცია). 1941 წლის მაისში ინგლისში განხორციელდა პირველი საცდელი ფრენა Gloucester "E-28/39" ექსპერიმენტული თვითმფრინავის ტურბორეაქტიული ძრავით Whittle-ის დიზაინის ცენტრიდანული კომპრესორით. წუთში 17 ათასი ბრუნით, ამ ძრავამ განავითარა ბიძგი დაახლოებით 3800 ნიუტონი. ექსპერიმენტული თვითმფრინავი იყო ერთადგილიანი გამანადგურებელი ერთი ტურბორეაქტიული ძრავით, რომელიც მდებარეობდა კაბინის უკან ფიუზელაჟში. თვითმფრინავს ჰქონდა სამციკლიანი სადესანტო მექანიზმი, რომელიც ფრენის დროს იშლება. წელიწადნახევრის შემდეგ, 1942 წლის ოქტომბერში, ჩატარდა პირველი ფრენის ტესტი ამერიკული რეაქტიული გამანადგურებლის "Ercomet" R-59A-ს ორი ტურბორეაქტიული ძრავით, რომელიც შექმნილია უიტლის მიერ. ეს იყო შუა ფრთის მონოპლანი მაღალი კუდის ერთეულით. ფრენის ტესტების დროს მიაღწიეს 800 კილომეტრს საათში სიჩქარეს. ამ პერიოდის სხვა ტურბორეაქტიულ თვითმფრინავებს შორის უნდა აღინიშნოს მებრძოლი Gloucester Meteor, რომლის პირველი ფრენა შედგა 1943 წელს. ეს ერთადგილიანი მეტალის მონოპლანი იყო იმ პერიოდის ერთ-ერთი ყველაზე წარმატებული რეაქტიული მებრძოლი. დაბალ კონსოლის ფრთაზე დამონტაჟდა ორი ტურბორეაქტიული ძრავა. სერიულმა საბრძოლო თვითმფრინავმა საათში 810 კილომეტრის სიჩქარე განავითარა. ფრენის ხანგრძლივობა იყო დაახლოებით 1,5 საათი, ჭერი 12 კილომეტრი. თვითმფრინავს ჰქონდა 20 მმ კალიბრის 4 ავტომატური ქვემეხი. მანქანას ჰქონდა კარგი მანევრირება და კონტროლირებადი ყველა სიჩქარით. 1941 წლის ნოემბერში ამ აპარატის სპეციალურ რეკორდულ ვერსიაზე დამყარდა სიჩქარის მსოფლიო რეკორდი 975 კილომეტრი საათში. რეაქტიული ძრავების განვითარების საწყის პერიოდში თვითმფრინავების ყოფილმა ნაცნობმა ფორმებმა მეტ-ნაკლებად მნიშვნელოვანი ცვლილებები განიცადა. მაგალითად, ბრიტანული რეაქტიული გამანადგურებელი „ვამპირი“ ორი ბუმი დიზაინის ძალიან უჩვეულოდ გამოიყურებოდა. ჩვენს ქვეყანაში, დიდი სამამულო ომის დროს, დაიწყო ფართო კვლევითი სამუშაოები ტურბორეაქტიული ძრავებით საბრძოლო თვითმფრინავების შექმნაზე. ომმა დაისახა დავალება - შეექმნა გამანადგურებელი თვითმფრინავი, რომელსაც აქვს არა მხოლოდ მაღალი სიჩქარე, არამედ მნიშვნელოვანი ფრენის ხანგრძლივობა: ყოველივე ამის შემდეგ, განვითარებულ რეაქტიულ მებრძოლებს თხევადი საწვავის ძრავებით ჰქონდათ ძალიან მოკლე ფრენის ხანგრძლივობა - მხოლოდ 8-15 წუთი. საბრძოლო თვითმფრინავები შემუშავდა კომბინირებული მამოძრავებელი სისტემით - პროპელერით და რეაქტიულით. მაგალითად, ლა-7 და ლა-9 გამანადგურებლები აღჭურვილი იყო რეაქტიული გამაძლიერებლებით. ერთ-ერთ პირველ საბჭოთა რეაქტიულ თვითმფრინავზე მუშაობა ჯერ კიდევ 1943-1944 წლებში დაიწყო. ეს საბრძოლო მანქანა შეიქმნა საპროექტო ჯგუფის მიერ, რომელსაც ხელმძღვანელობდა საავიაციო საინჟინრო სამსახურის გენერალი არტემ ივანოვიჩ მიკოიანი. ეს იყო I-250 გამანადგურებელი კომბინირებული ელექტროსადგურით, რომელიც შედგებოდა VK-107 A ტიპის თხევადი დგუშიანი თვითმფრინავის ძრავისგან პროპელერით და WFD, რომლის კომპრესორი ტრიალებდა დგუშის ძრავით. I-250-მა პირველი ფრენა 1945 წლის მარტში შეასრულა. ფრენის ტესტების დროს მიღწეული იყო სიჩქარე საათში 800 კილომეტრზე მეტი. მალე დიზაინერების იმავე ჯგუფმა შექმნა რეაქტიული გამანადგურებელი MIG-9. მასზე დამონტაჟდა „RD-20“ ტიპის ორი ტურბორეაქტიული ძრავა. 1946 წლის 24 აპრილს საცდელმა პილოტმა A.N. Grinchik-მა პირველი ფრენა MIG-9 თვითმფრინავით განახორციელა. BI თვითმფრინავის მსგავსად, ეს თვითმფრინავი დიზაინით ოდნავ განსხვავდებოდა დგუშიანი თვითმფრინავებისგან. MIG-9-ის მაქსიმალური სიჩქარე საათში 900 კილომეტრს აჭარბებდა. 1946 წლის ბოლოს ეს მანქანა მასობრივ წარმოებაში შევიდა. 1946 წლის აპრილში პირველი ფრენა განხორციელდა თვითმფრინავის გამანადგურებელზე, რომელიც შექმნილია A.S. იაკოვლევის მიერ. კვლევის, დიზაინისა და წარმოების გუნდების დაჟინებული შემოქმედებითი მუშაობა წარმატებით დაგვირგვინდა: ახალი შიდა რეაქტიული თვითმფრინავები არანაირად არ ჩამოუვარდებოდა იმ პერიოდის მსოფლიო საავიაციო ტექნოლოგიას. 1946-1947 წლებში სსრკ-ში შექმნილ ჩქაროსნულ რეაქტიულ თვითმფრინავებს შორის მაღალი ფრენის ტაქტიკური და ოპერატიული მახასიათებლებით გამოირჩევა AI Mikoyan-ისა და MI Gurevich-ის მიერ შექმნილი რეაქტიული გამანადგურებელი „MIG-15“, ფრთებითა და კუდით. . გაცურებული ფრთის გამოყენებამ გაზარდა ჰორიზონტალური ფრენის სიჩქარე მის სტაბილურობასა და მართვადობაში მნიშვნელოვანი ცვლილებების გარეშე. თვითმფრინავის სიჩქარის ზრდას ასევე დიდწილად შეუწყო ხელი მისი სიმძლავრის წონასთან თანაფარდობის მატებამ: მასზე დამონტაჟდა ახალი ტურბორეაქტიული ძრავა RD-45 ცენტრიდანული კომპრესორით, დაახლოებით 19,5 კილონივტონის ბიძგით 12 ათასი ბრუნი წუთში. . ამ აპარატის ჰორიზონტალური და ვერტიკალური სიჩქარე აჭარბებდა ყველაფერს, რაც ადრე რეაქტიულ თვითმფრინავებზე იყო მიღწეული. საპროექტო ბიურომ, რომელიც მუშაობდა S.A. Lavochkin-ის ხელმძღვანელობით, MIG-15-ის გამოშვების პარალელურად, შექმნა ახალი რეაქტიული გამანადგურებელი La-15. მას ჰქონდა გაწმენდილი ფრთა, რომელიც მდებარეობს ფიუზელაჟის ზემოთ. მას ჰქონდა ძლიერი საბორტო იარაღი. ყველა ფრთიანი მებრძოლებიდან, რომლებიც იმ დროს არსებობდა, La-15-ს ჰქონდა ყველაზე მცირე ფრენის წონა. ამის გამო ლა-15 თვითმფრინავს RD-500 ძრავით, რომელსაც MIG-15-ზე დაყენებულ RD-45 ძრავზე ნაკლები ბიძგი ჰქონდა, დაახლოებით იგივე ფრენის და ტაქტიკური მონაცემები ჰქონდა, რაც MIG-15”. რეაქტიული თვითმფრინავის ფრთების და კუდის სპეციალური პროფილის დახვეწა და სპეციალური პროფილი მკვეთრად ამცირებს ჰაერის წინააღმდეგობას ხმის გავრცელების სიჩქარით ფრენისას. ახლა, ტალღის კრიზისის დროს, წინააღმდეგობა გაიზარდა არა 8-12-ჯერ, არამედ მხოლოდ 2-3-ჯერ. ეს ასევე დადასტურდა საბჭოთა რეაქტიული თვითმფრინავების პირველი ზებგერითი ფრენებით. 3.2. რეაქტიული ტექნოლოგიის გამოყენება სამოქალაქო ავიაციაში. მალევე დაიწყო რეაქტიული ძრავების დაყენება სამოქალაქო თვითმფრინავებზე. 1955 წელს საზღვარგარეთ დაიწყო მრავალადგილიანი სამგზავრო თვითმფრინავი „კომეტა-1“. ოთხი ტურბორეაქტიული ძრავით ამ სამგზავრო მანქანას 12 კილომეტრის სიმაღლეზე დაახლოებით 800 კილომეტრი საათში ჰქონდა სიჩქარე. თვითმფრინავს შეეძლო 48 მგზავრის გადაყვანა. ფრენის დიაპაზონი დაახლოებით 4 ათასი კილომეტრი იყო. თუმცა, ხმელთაშუა ზღვაში ამ თვითმფრინავის დიდი ავარიის შემდეგ, მისი ექსპლუატაცია შეწყდა. მალევე დაიწყო ამ თვითმფრინავის კონსტრუქციული ვერსიის - "კომეტა-3" გამოყენება. 1959 წელს დაიწყო ფრანგული სამგზავრო თვითმფრინავი „კარაველის“ ექსპლუატაცია. თვითმფრინავს ჰქონდა 3,2 მეტრი დიამეტრის წრიული ფიუზელაჟი, რომელიც აღჭურვილი იყო ზეწოლის ქვეშ მყოფი განყოფილებით 25,4 მეტრი სიგრძით. ელექტროსადგური შედგებოდა ორი ტურბორეაქტიული ძრავისგან, თითოეული 40 კილონიუტონიანი ბიძგით. თვითმფრინავის სიჩქარე საათში დაახლოებით 800 კილომეტრს შეადგენდა. სსრკ-ში, უკვე 1954 წელს, ერთ-ერთ საჰაერო მარშრუტზე, გადაუდებელი ტვირთისა და ფოსტის მიწოდება განხორციელდა ჩქაროსნული რეაქტიული თვითმფრინავით „ილ-20“.ამ თვითმფრინავს ორი ტურბორეაქტიული ძრავით 80 კილონივტონის ბიძგით თითოეულს ჰქონდა შესანიშნავი აეროდინამიკური ფორმები. „TU-104“-მა დიდი მოწონება დაიმსახურა როგორც ჩვენს ქვეყანაში, ასევე მის ფარგლებს გარეთ. უცხოელმა ექსპერტებმა, რომლებიც ბეჭდურ ფორმაში საუბრობდნენ, განაცხადეს, რომ რეაქტიული თვითმფრინავით "TU-104" რეგულარული სამგზავრო გადაზიდვის დაწყების შემდეგ საბჭოთა კავშირმა ორი წლით უსწრებდა შეერთებულ შტატებს, ინგლისს და სხვა დასავლეთის ქვეყნებს სამგზავრო ტურბორეაქტიული თვითმფრინავების მასობრივ ექსპლუატაციაში: ამერიკული რეაქტიული თვითმფრინავი "Boeing-707 "და ინგლისური" Comet-IV "გავიდა საჰაერო ხაზებზე მხოლოდ 1958 წლის ბოლოს, ხოლო ფრანგული" Caravel" - 1959 წელს. TVD არის შუალედური ტიპის საჰაერო ხომალდის ელექტროსადგური. მიუხედავად იმისა, რომ ტურბინიდან გამომავალი აირები გამოიყოფა საქშენით და მათი რეაქცია წარმოქმნის გარკვეულ ბიძგს, ძირითადი ბიძგი იქმნება მუშა პროპელერით, როგორც ჩვეულებრივი პროპელებით მართულ თვითმფრინავში. ოპერაციების თეატრი არ გახდა ფართოდ გავრცელებული საბრძოლო ავიაციაში, რადგან მას არ შეუძლია უზრუნველყოს მოძრაობის ისეთი სიჩქარე, როგორც წმინდა რეაქტიული ძრავები. ის ასევე შეუფერებელია სამოქალაქო ავიაციის ექსპრეს ხაზებზე, სადაც სიჩქარე გადამწყვეტი ფაქტორია, ხოლო ეკონომიკისა და ფრენის ღირებულების საკითხები უკანა პლანზე გადადის. ამასთან, მიზანშეწონილია გამოიყენოთ ტურბოპროპური თვითმფრინავი სხვადასხვა სიგრძის მარშრუტებზე, რომლებზეც ფრენები შესრულებულია საათში 600-800 კილომეტრის სიჩქარით. გასათვალისწინებელია, რომ, როგორც გამოცდილებამ აჩვენა, მათზე მგზავრების გადაყვანა 1000 კილომეტრის მანძილზე 30%-ით იაფია, ვიდრე დგუშიანი თვითმფრინავების პროპელური ძრავით. 3.3. რეაქტიული ძრავების მუშაობის პრინციპი. რეაქტიული ძრავა დაფუძნებულია ჩვეულებრივი რაკეტის მოწყობილობაზე. ის მუშაობს შემდეგნაირად. სპეციალურ კამერაში, რომელსაც აქვს ერთი გამოსასვლელი კონუსური მილით - საქშენით, იწვება საწვავი. წვის აირისებრი პროდუქტები კოლოსალური სიჩქარით ამოფრინავს საქშენიდან. საწვავის წვისას პალატაში წარმოიქმნება გაზრდილი წნევა 80-100 ატმოსფერომდე. ეს წნევა მოქმედებს ყველა მიმართულებით თანაბარი ძალით. კამერის გვერდით კედლებზე ზეწოლა ურთიერთდაბალანსებულია. წინა კედელზე მოქმედი ძალა არაფრით არ არის დაბალანსებული, რადგან მოპირდაპირე მხარეს აირები თავისუფლად გადის ხვრელში. ამრიგად, კამერის კედლებზე ზეწოლის ყველა ძალის შედეგი აიძულებს რაკეტის ძრავას წინსვლა. რაკეტის ძრავის მიერ გამოყენებული რეაქტიული ბიძგის შესაქმნელად საჭიროა: საწყისი (პირველადი) ენერგიის წყარო, რომელიც გარდაიქმნება რეაქტიული ნაკადის კინეტიკურ ენერგიად; სამუშაო სითხე, რომელიც გამოიდევნება რეაქტორიდან რეაქტიული ნაკადის სახით; თავად R. d. არის ენერგიის გადამყვანი. საწყისი ენერგია ინახება თვითმფრინავზე ან სხვა აპარატზე, რომელიც აღჭურვილია რადიოაქტიური საწვავით (ქიმიური საწვავი, ბირთვული საწვავი), ან (პრინციპში) შეიძლება მოვიდეს გარედან (მზის ენერგია). სამუშაო სითხის მისაღებად R. d. შესაძლოაგამოიყენეთ გარემოდან მიღებული ნივთიერება (მაგალითად, ჰაერი ან წყალი); ნივთიერება, რომელიც მდებარეობს აპარატის ავზებში ან უშუალოდ R.d.-ის პალატაში; ნივთიერებების ნარევი, რომელიც მოდის გარემოდან და ინახება ავტომობილის ბორტზე. თანამედროვე ენერგიის წარმოებაში ქიმიური ენერგია ყველაზე ხშირად გამოიყენება, როგორც პირველადი ენერგია. ამ შემთხვევაში, სამუშაო სითხე არის ცხელი აირები - ქიმიური საწვავის წვის პროდუქტები. სარაკეტო ძრავის მუშაობის დროს წვადი ნივთიერებების ქიმიური ენერგია გარდაიქმნება წვის პროდუქტების თერმულ ენერგიად, ხოლო ცხელი აირების თერმული ენერგია გარდაიქმნება რეაქტიული ნაკადის და, შესაბამისად, აპარატის მთარგმნელობითი მოძრაობის მექანიკურ ენერგიად. რომელზედაც დამონტაჟებულია ძრავა. ნებისმიერი წვის კამერის ძირითადი ნაწილი არის წვის კამერა, რომელშიც წარმოიქმნება სამუშაო სითხე. კამერის ბოლო ნაწილს, რომელიც ემსახურება სამუშაო სითხის აჩქარებას და ჭავლური ნაკადის მიღებას, რეაქტიული საქშენი ეწოდება. ყველამ იცის, რომ გასროლის შემდეგ იარაღს ან თოფს უბრუნებენ. ეს ხდება იმის გამო, რომ ჭურვი ან ტყვია მაღალი სიჩქარით გამოდის თოფის ან თოფის ლულის მჭიდიდან. ხოლო თავად იარაღი, რეაქციის ძალის გამო, იღებს მოძრაობას საპირისპირო მიმართულებით. ჭურვებს ფხვნილის წვის დროს წარმოქმნილი გაზები ამოძრავებთ. თუ თოფის ლულა არ გავამაგრეთ თოფის ეტლზე, არამედ თავისუფლად მოძრაობდა, მაშინ გასროლის შემდეგ ლულა რაკეტასავით უკან გაფრინდებოდა. ჩვეულებრივი თვითმფრინავების ფრენა ჰაერისგან დაცლილ სივრცეში შეუძლებელია. თვითმფრინავის ამწე ძალა იქმნება მხოლოდ მის ფრთებზე საჰაერო ხომალდის მოქმედებით. საჰაერო ხომალდს ან ბუშტს შეუძლია ფრენა მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ ის უფრო მსუბუქია ვიდრე იმავე მოცულობის ჰაერი. ამ თვალსაზრისით, სარაკეტო ძრავებს დიდი უპირატესობა აქვთ ჩვეულებრივ თვითმფრინავებთან შედარებით. რაკეტის ძრავა მუშაობს გარემოსგან დამოუკიდებლად, მას არ სჭირდება საჰაერო მხარდაჭერა. სარაკეტო ძრავებით აღჭურვილ მოწყობილობებს შეუძლიათ ფრენა არა მხოლოდ ძალიან იშვიათ ჰაერში, არამედ უჰაერო სივრცეშიც კი. ბოლო წლებში ჩატარდა სხვადასხვა მეტ-ნაკლებად წარმატებული ექსპერიმენტი რეაქტიული ძრავების გამოყენებაზე სხვადასხვა ტიპის სატრანსპორტო საშუალებებზე. განვიხილოთ ეს პროცესი რეაქტიულ ძრავებთან მიმართებაში. დავიწყოთ ძრავის წვის კამერით, რომელშიც უკვე შექმნილია აალებადი ნარევი ასე თუ ისე, ძრავის ტიპისა და საწვავის სახეობიდან გამომდინარე. ეს შეიძლება იყოს, მაგალითად, ჰაერის ნავთი ნავთი, როგორც თანამედროვე რეაქტიული თვითმფრინავის ტურბორეაქტიულ ძრავაში, ან თხევადი ჟანგბადის ნაზავი ალკოჰოლთან, როგორც ზოგიერთ თხევადი საწვავის სარაკეტო ძრავში, ან, ბოლოს და ბოლოს, მყარი საწვავი. ფხვნილის რაკეტები. აალებადი ნარევი შეიძლება დაიწვას, ე.ი. შედის ქიმიურ რეაქციაში ენერგიის ძალადობრივი გამოყოფით სითბოს სახით. ქიმიური რეაქციის დროს ენერგიის გამოყოფის უნარი არის ნარევის მოლეკულების პოტენციური ქიმიური ენერგია. მოლეკულების ქიმიური ენერგია დაკავშირებულია მათი სტრუქტურის თავისებურებებთან, უფრო სწორედ, მათი ელექტრონული გარსების აგებულებასთან, ე.ი. ელექტრონული ღრუბლის, რომელიც აკრავს მოლეკულის შემადგენელი ატომების ბირთვებს. ქიმიური რეაქციის შედეგად, რომლის დროსაც ზოგიერთი მოლეკულა განადგურებულია, ზოგი კი წარმოიქმნება, ბუნებრივად ხდება ელექტრონული გარსების გადაწყობა. ეს რესტრუქტურიზაცია არის გამოთავისუფლებული ქიმიური ენერგიის წყარო. ჩანს, რომ ერთადერთი ნივთიერებები, რომლებიც შეიძლება იყოს საწვავი რეაქტიული ძრავებისთვის, არის ის, რაც ძრავში ქიმიური რეაქციის დროს (წვის) გამოყოფს უამრავ სითბოს და ასევე ქმნის დიდი რაოდენობით გაზებს. ყველა ეს პროცესი წვის პალატაში მიმდინარეობს, მაგრამ მოდით, რეაქციაზე ვისაუბროთ არა მოლეკულურ დონეზე (ეს უკვე განვიხილეთ ზემოთ), არამედ მუშაობის „ფაზებზე“. სანამ წვა დაიწყება, ნარევს აქვს პოტენციური ქიმიური ენერგიის დიდი მარაგი. მაგრამ შემდეგ ცეცხლმა მოიცვა ნარევი, კიდევ ერთი მომენტი - და ქიმიური რეაქცია დასრულდა. ახლა, აალებადი ნარევის მოლეკულების ნაცვლად, კამერა ივსება წვის პროდუქტების მოლეკულებით, უფრო მჭიდროდ "შეფუთული". ჭარბი შებოჭვის ენერგია, რომელიც წარმოადგენს წვის წინა რეაქციის ქიმიურ ენერგიას, გამოიყოფა. ამ ჭარბი ენერგიის მქონე მოლეკულებმა იგი თითქმის მყისიერად გადასცეს სხვა მოლეკულებსა და ატომებს მათთან ხშირი შეჯახების შედეგად. წვის პალატაში ყველა მოლეკულამ და ატომმა დაიწყო მოძრაობა შემთხვევით, ქაოტურად გაცილებით მაღალი სიჩქარით, გაიზარდა აირების ტემპერატურა. ასე გარდაიქმნა საწვავის პოტენციური ქიმიური ენერგია წვის პროდუქტების თერმულ ენერგიად. მსგავსი გადასვლა განხორციელდა ყველა სხვა სითბოს ძრავაში, მაგრამ რეაქტიული ძრავები ფუნდამენტურად განსხვავდება მათგან ინკანდესენტური წვის პროდუქტების შემდგომი ბედით. მას შემდეგ, რაც ცხელი აირები წარმოიქმნება სითბოს ძრავაში, რომელიც შეიცავს დიდ თერმულ ენერგიას, ეს ენერგია უნდა გარდაიქმნას მექანიკურ ენერგიად. ძრავებს ხომ იყენებენ მექანიკური სამუშაოების შესასრულებლად, რაღაცის „გადასატანად“, მოქმედების შესასრულებლად, არ აქვს მნიშვნელობა დინამოს მანქანაა, როცა სთხოვენ ნახატების დამატებას ელექტროსადგურზე, დიზელის ლოკომოტივზე, ა. მანქანა ან თვითმფრინავი. იმისათვის, რომ აირების თერმული ენერგია გადავიდეს მექანიკურ ენერგიაში, მათი მოცულობა უნდა გაიზარდოს. ამ გაფართოებით, გაზები ასრულებენ სამუშაოს, რაც მოიხმარს მათ შიდა და თერმულ ენერგიას. დგუშიანი ძრავის შემთხვევაში, გაფართოებული აირები აჭერენ დგუშს, რომელიც მოძრაობს ცილინდრის შიგნით, დგუში უბიძგებს შემაერთებელ ღეროს, რომელიც უკვე აბრუნებს ძრავის ამწე ლილვს. ლილვი უკავშირდება დინამოს როტორს, დიზელის ლოკომოტივის ან მანქანის მამოძრავებელ ღერძებს ან თვითმფრინავის პროპელერს - ძრავა ასრულებს სასარგებლო სამუშაოს. ორთქლის ძრავში, ან გაზის ტურბინაში, გაზები ფართოვდება, რის შედეგადაც ტურბინის ლილვთან დაკავშირებული ბორბალი ბრუნავს - აქ არ არის საჭირო გადამცემი ამწე მექანიზმი, რაც ტურბინის ერთ-ერთი დიდი უპირატესობაა. აირები ფართოვდება, რა თქმა უნდა, რეაქტიულ ძრავაში, რადგან ამის გარეშე ისინი არ ასრულებენ სამუშაოს. მაგრამ გაფართოების სამუშაო ამ შემთხვევაში არ იხარჯება ლილვის ბრუნვაზე. ასოცირებულია ამძრავ მექანიზმთან, როგორც სხვა სითბოს ძრავებში. რეაქტიული ძრავის დანიშნულება განსხვავებულია - რეაქტიული ბიძგის შექმნა და ამისათვის აუცილებელია, რომ აირების ჭავლი - წვის პროდუქტები გამოვიდეს ძრავიდან დიდი სიჩქარით: ამ ჭავლის რეაქციის ძალა არის ძრავის ბიძგი. . შესაბამისად, ძრავში საწვავის წვის აირისებრი პროდუქტების გაფართოების სამუშაო უნდა დაიხარჯოს თავად გაზების აჩქარებაზე. ეს ნიშნავს, რომ რეაქტიული ძრავის გაზების თერმული ენერგია უნდა გარდაიქმნას მათ კინეტიკურ ენერგიად - მოლეკულების შემთხვევითი ქაოტური თერმული მოძრაობა უნდა შეიცვალოს მათი ორგანიზებული ნაკადით ერთი მიმართულებით, რომელიც საერთოა ყველასთვის. ამ მიზნით ემსახურება ძრავის ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი ნაწილი, ე.წ რეაქტიული საქშენი. არ აქვს მნიშვნელობა რა ტიპის თვითმფრინავს მიეკუთვნება კონკრეტული რეაქტიული ძრავა, ის აუცილებლად აღჭურვილია საქშენით, რომლის მეშვეობითაც ცხელი აირები გამოდიან ძრავიდან დიდი სიჩქარით - ძრავში საწვავის წვის პროდუქტები. ზოგიერთ ძრავში, აირები შედიან საქშენში წვის კამერის შემდეგ, მაგალითად, სარაკეტო ან სარაკეტო ძრავებში. დანარჩენებში, ტურბორეაქტიულ თვითმფრინავებში, აირები ჯერ გადიან ტურბინაში, რომელსაც ისინი აძლევენ თერმული ენერგიის ნაწილს. იგი ამ შემთხვევაში მოიხმარს კომპრესორის მართვას, რომელიც ემსახურება წვის კამერის წინ ჰაერის შეკუმშვას. მაგრამ, ასეა თუ ისე, საქშენი ძრავის ბოლო ნაწილია - მასში გაზები ძრავიდან გასვლამდე მიედინება. თვითმფრინავის საქშენს შეიძლება ჰქონდეს განსხვავებული ფორმა და, უფრო მეტიც, განსხვავებული დიზაინი ძრავის ტიპის მიხედვით. მთავარია ძრავიდან გაზების გადინების სიჩქარე. თუ გადინების ეს სიჩქარე არ აღემატება იმ სიჩქარეს, რომლითაც ხმის ტალღები ვრცელდება გამავალ აირებში, მაშინ საქშენი არის მარტივი ცილინდრული ან ვიწრო მილის სეგმენტი. თუ გადინების სიჩქარე უნდა აღემატებოდეს ხმის სიჩქარეს, მაშინ საქშენს ეძლევა გაფართოებული მილის ფორმა ან, ჯერ ვიწროვდება, შემდეგ კი ფართოვდება (Lovely nozzle). მხოლოდ ამ ფორმის მილში, როგორც თეორია და გამოცდილება გვიჩვენებს, შეიძლება აირის აჩქარება ზებგერითი სიჩქარით და „ხმის ბარიერის“ გადალახვა. თემა: ”სითბო ძრავის მუშაობის პრინციპი. სითბოს ძრავა უმაღლესი ეფექტურობით. ” Ფორმა:კომბინირებული გაკვეთილი კომპიუტერული ტექნოლოგიების გამოყენებით. მიზნები: Გაკვეთილის გეგმა. P/p No. კითხვები დრო თეორიული მასალა ადამიანს უძველესი დროიდან სურდა ფიზიკური ძალისხმევისაგან განთავისუფლება ან რაიმეს გადაადგილებისას შემსუბუქება, მეტი ძალა, სიჩქარე. ეს ეხებოდა საათებს, ავტომატურ თოჯინებს, ყველა სახის მექანიზმს, ზოგადად, ყველაფერს, რაც ემსახურებოდა ადამიანის „გაგრძელებას“, „გაუმჯობესებას“. მეთვრამეტე საუკუნეში ისინი ცდილობდნენ შეეცვალათ ცოცხალი ძალა ორთქლით და გამოიყენეს ტერმინი „მანქანა“ უგზო-უკვლო ვაგონებისთვის. რატომ ითვლიან მანქანის ასაკს 1885-1886 წლებში გამოგონილი და აშენებული შიგაწვის ძრავის პირველი „ბენზინის მანქანებიდან“? თითქოს ავიწყდება ორთქლისა და ბატარეის (ელექტრო) ეკიპაჟები. ფაქტია, რომ შიდა წვის ძრავამ ნამდვილი რევოლუცია მოახდინა სატრანსპორტო ტექნოლოგიაში. დიდი ხნის განმავლობაში, აღმოჩნდა, რომ ყველაზე მეტად შეესაბამება მანქანის იდეას და, შესაბამისად, დიდი ხნის განმავლობაში ინარჩუნებდა დომინანტურ პოზიციას. შიგაწვის ძრავების მქონე მანქანების წილი დღეს მსოფლიო საგზაო ტრანსპორტის 99,9%-ზე მეტია.<დანართი 1
> სითბოს ძრავის ძირითადი ნაწილები თანამედროვე ტექნოლოგიებში მექანიკური ენერგია მიიღება ძირითადად საწვავის შიდა ენერგიიდან. მოწყობილობებს, რომლებშიც ხდება შიდა ენერგიის გარდაქმნა მექანიკურ ენერგიად, ეწოდება სითბოს ძრავები.<დანართი 2
> სამუშაოს შესასრულებლად საწვავის დაწვით მოწყობილობაში, რომელსაც ეწოდება გამათბობელი, შეგიძლიათ გამოიყენოთ ცილინდრი, რომელშიც გაზი თბება და ფართოვდება და მოძრაობს დგუში.<დანართი 3
> გაზს, რომლის გაფართოება იწვევს დგუშის მოძრაობას, ეწოდება სამუშაო სითხე. გაზი ფართოვდება, რადგან მისი წნევა უფრო მაღალია, ვიდრე გარე წნევა. მაგრამ როდესაც გაზი ფართოვდება, მისი წნევა ეცემა და ადრე თუ გვიან ის გარეგანი წნევის ტოლი გახდება. შემდეგ გაზის გაფართოება დასრულდება და ის შეწყვეტს მუშაობას. რა უნდა გაკეთდეს იმისათვის, რომ სითბური ძრავის მუშაობა არ შეჩერდეს? იმისათვის, რომ ძრავმა მუდმივად იმუშაოს, აუცილებელია, რომ დგუში, გაზის გაფართოების შემდეგ, ყოველ ჯერზე დაბრუნდეს საწყის მდგომარეობაში, შეკუმშოს გაზი პირვანდელ მდგომარეობაში. გაზის შეკუმშვა შეიძლება მოხდეს მხოლოდ გარე ძალის გავლენის ქვეშ, რომელიც ამ შემთხვევაში ასრულებს სამუშაოს (არის წნევის ძალა ამ შემთხვევაში უარყოფითად მოქმედებს). ამის შემდეგ შეიძლება კვლავ მოხდეს გაზის გაფართოების და შეკუმშვის პროცესები. ეს ნიშნავს, რომ სითბოს ძრავის მუშაობა უნდა შედგებოდეს გაფართოებისა და შეკუმშვის პერიოდულად განმეორებადი პროცესებისგან (ციკლები). სურათი 1 გრაფიკულად გვიჩვენებს გაზის გაფართოების პროცესებს (ხაზი AB) და შეკუმშვა თავდაპირველ მოცულობამდე (ხაზი CD).გაზის მუშაობა გაფართოების პროცესში დადებითია ( AF> 0 ABEF... შეკუმშვის დროს გაზის მუშაობა უარყოფითია (რადგან AF< 0
) და რიცხობრივად უდრის ფიგურის ფართობს CDEF.ამ ციკლისთვის სასარგებლო სამუშაო რიცხობრივად უდრის მრუდების ქვეშ არსებული უბნების სხვაობას ABდა CD(შევსებულია ფიგურაში). სითბოს ძრავის ეფექტურობა სამუშაო სითხე, რომელიც იღებს სითბოს გარკვეულ რაოდენობას Q 1 გამათბობელიდან, ამ რაოდენობის სითბოს ნაწილს, მოდულს | Q2 |, აძლევს მაცივარს. შესაბამისად, შესრულებული სამუშაო მეტი არ შეიძლება A = Q 1 - | Q 2 |.ამ სამუშაოს თანაფარდობა გამათბობელიდან გაფართოებული აირის მიერ მიღებული სითბოს რაოდენობასთან ეწოდება ეფექტურობასითბოს მანქანა: დახურულ ციკლში მომუშავე სითბოს ძრავის ეფექტურობა ყოველთვის ერთზე ნაკლებია. თბოენერგეტიკული ინჟინერიის ამოცანაა ეფექტურობა მაქსიმალურად მაღალი იყოს, ანუ გამაცხელებლიდან მიღებული სითბო რაც შეიძლება მეტი გამოიყენოს სამუშაოდ. როგორ შეიძლება ამის მიღწევა? კარნოს ციკლი. დავუშვათ, რომ გაზი არის ცილინდრში, რომლის კედლები და დგუში დამზადებულია თბოიზოლაციის მასალისგან, ხოლო ქვედა ნაწილი დამზადებულია მაღალი თბოგამტარობის მასალისგან. გაზის მიერ დაკავებული მოცულობა არის V 1. ჩვენ ცილინდრს მივაქცევთ კონტაქტში გამათბობელთან (სურათი 2) და დავუშვებთ გაზს იზოთერმულად გაფართოვდეს და შეასრულოს სამუშაოები .
ამავდროულად, გაზი იღებს გარკვეული რაოდენობის სითბოს გამათბობელიდან. Q 1.ეს პროცესი გრაფიკულად არის გამოსახული იზოთერმით (მრუდი AB). როდესაც გაზის მოცულობა უდრის გარკვეულ მნიშვნელობას V 1'< V 2 ,
ცილინდრის ქვედა ნაწილი იზოლირებულია გამაცხელებლისგან ,
ამის შემდეგ გაზი ადიაბატურად ფართოვდება მოცულობამდე V 2,ცილინდრში დგუშის მაქსიმალური შესაძლო დარტყმის შესაბამისი (adiabat მზე). ამ შემთხვევაში, გაზი გაცივდება ტემპერატურამდე T 2< T 1 .
ასე რომ, საიტზე ABCგაზი მუშაობს (A> 0),და საიტზე CDAმუშაობს გაზზე (ა< 0).
ნაკვეთებზე მზედა ახ.წმუშაობა კეთდება მხოლოდ გაზის შიდა ენერგიის შეცვლით. შინაგანი ენერგიის ცვლილების შემდეგ UBC = -UDA, მაშინ ადიაბატურ პროცესებში მუშაობა ტოლია: ABC = –ADA.შესაბამისად, ციკლზე შესრულებული სამუშაოს მთლიანი რაოდენობა განისაზღვრება იზოთერმული პროცესების დროს შესრულებულ სამუშაოს შორის სხვაობით (სექციები ABდა CD). რიცხობრივად, ეს ნამუშევარი უდრის ციკლის მრუდით შემოსაზღვრული ფიგურის ფართობს Ა Ბ Გ Დ. ვ ნამდვილი ძრავებივერ ახორციელებს იდეალური იზოთერმული და ადიაბატური პროცესებისგან შემდგარ ციკლს. ამრიგად, რეალურ ძრავებში განხორციელებული ციკლის ეფექტურობა ყოველთვის ნაკლებია კარნოს ციკლის ეფექტურობაზე (გამათბობლების და მაცივრების იგივე ტემპერატურაზე): ფორმულიდან ჩანს, რომ რაც უფრო მაღალია გამათბობლის ტემპერატურა და რაც უფრო დაბალია მაცივრის ტემპერატურა, მით უფრო მაღალია ძრავების ეფექტურობა. პრობლემა ნომერი 703 ძრავა მუშაობს კარნოს ციკლის მიხედვით. როგორ შეიცვლება სითბური ძრავის ეფექტურობა, თუ მაცივრის მუდმივ ტემპერატურაზე 17 ° C, გამათბობლის ტემპერატურა გაიზარდა 127-დან 447 ° C-მდე? პრობლემა ნომერი 525 განსაზღვრეთ ძრავის ეფექტურობატრაქტორი, რომელიც სამუშაოს შესასრულებლად 1,9 107 ჯ/კგ-ს სჭირდებოდა 1,5 კგ საწვავს, სპეციფიკური გათბობის ღირებულებით 4,2 107 ჯ/კგ. კომპიუტერული ტესტის ჩატარება თემაზე.<დანართი 4
> სითბოს ძრავის მოდელთან მუშაობა.
სითბოს ძრავასთან შედარებით, სამაცივრო მანქანაში პროცესები საპირისპირო მიმართულებაა. (სურ. 86).
სამაცივრო მანქანის მთავარი დანიშნულებაა გარკვეული რეზერვუარის (მაგალითად, საყინულის) გაგრილება. ამ შემთხვევაში ეს რეზერვუარი მაცივრის როლს ასრულებს, გარემო კი გამათბობლის ფუნქციას ასრულებს - რეზერვუარიდან ამოღებული სითბო მასში იფანტება.
ძრავის საქშენიდან სამუშაო სითხის გადინების შედეგად წარმოიქმნება რეაქტიული ძალა ჭავლის რეაქციის (უკუცემის) სახით, რომელიც მოძრაობს ძრავას და მასთან სტრუქტურულად დაკავშირებულ აპარატს სივრცეში. მიმართულება ჭავლის გადინების საწინააღმდეგოდ. სხვადასხვა სახის ენერგია (ქიმიური, ბირთვული, ელექტრული, მზის) შეიძლება გარდაიქმნას რეაქტიული ნაკადის კინეტიკურ (მაღალსიჩქარიან) ენერგიად სარაკეტო ძრავაში. R. d. (პირდაპირი რეაქციის ძრავა) თავისთავად აერთიანებს ძრავას პროპელერთან, ანუ უზრუნველყოფს საკუთარ მოძრაობას შუალედური მექანიზმების მონაწილეობის გარეშე.
ყველა ძრავას აქვს ენერგიის გადაქცევის ორი პროცესი. ჯერ საწვავის ქიმიური ენერგია გარდაიქმნება წვის პროდუქტების თერმულ ენერგიად, შემდეგ კი თერმული ენერგია გამოიყენება მექანიკური სამუშაოების შესასრულებლად. ასეთ ძრავებს მიეკუთვნება ავტომობილების დგუშის ძრავები, დიზელის ლოკომოტივები, ელექტროსადგურების ორთქლისა და გაზის ტურბინები და ა.შ.
(წუთი)1
აჩვენეთ სითბოს ძრავების გამოყენების საჭიროება თანამედროვე პირობებში.
2
"სითბო ძრავის" კონცეფციის გამეორება. სითბოს ძრავების სახეები: შიდაწვის ძრავები (კარბურატორი, დიზელი), ორთქლის და გაზის ტურბინები, ტურბორეაქტიული და სარაკეტო ძრავები.
3
ახალი თეორიული მასალის ახსნა.
სითბური ძრავის სქემა და მოწყობილობა, მუშაობის პრინციპი, ეფექტურობა.
კარნოს ციკლი, იდეალური სითბოს ძრავა, მისი ეფექტურობა.
რეალური და იდეალური სითბოს ძრავის ეფექტურობის შედარება.
4
პრობლემის გადაწყვეტა No703 (სტეპანოვა), No525 (ბენდრიკოვი).
5
მუშაობა სითბოს ძრავის მოდელთან.
6
შეჯამება. საშინაო დავალება § 33, ამოცანები No700 და No697 (სტეპანოვა)
იქმნებოდა ლეგენდები ხალიჩების, თვითმფრინავების, შვიდი ლიგის ჩექმებისა და ჯადოქრების შესახებ, რომლებიც კვერთხის ტალღით ატარებდნენ ადამიანს შორეულ ქვეყნებში. სიმძიმეების ტარებით, ადამიანებმა გამოიგონეს ურმები, რადგან უფრო ადვილია გორვა. შემდეგ ადაპტირდნენ ცხოველები - ხარები, ირმები, ძაღლები, ყველაზე მეტად ცხენები. ასე გაჩნდა ურმები და ურმები. ეკიპაჟებში ადამიანები ცდილობდნენ კომფორტს, უფრო და უფრო აუმჯობესებდნენ მათ.
ხალხის სურვილმა გაზარდოს სიჩქარე ასევე დააჩქარა მოვლენების ცვლილება ტრანსპორტის განვითარების ისტორიაში. ევროპულ ენებში ბერძნული "autos" - "self" და ლათინური "mobilis" - "mobile"-დან ჩამოყალიბდა ზედსართავი სახელი "თვითმავალი", სიტყვასიტყვით "auto - მობილური".
გამათბობლის, სამუშაო სითხისა და მაცივრის არსებობა ფუნდამენტურად აუცილებელი პირობაა ნებისმიერი სითბური ძრავის უწყვეტი ციკლური მუშაობისთვის.
პირველად ყველაზე სრულყოფილი ციკლური პროცესი, რომელიც შედგებოდა იზოთერმებისა და ადიაბატებისგან, შემოგვთავაზა ფრანგმა ფიზიკოსმა და ინჟინერმა ს. კარნომ 1824 წელს.
გაცივებული აირის შეკუმშვა შესაძლებელია იზოთერმულად ტემპერატურაზე T2.ამისათვის მას უნდა დაუკავშირდეს სხეულს, რომელსაც აქვს იგივე ტემპერატურა T 2,ანუ მაცივრით ,
და შეკუმშოს აირი გარე ძალით. თუმცა ამ პროცესში გაზი არ უბრუნდება პირვანდელ მდგომარეობას - მისი ტემპერატურა ყოველთვის დაბალი იქნება ვიდრე T 1.
ამრიგად, იზოთერმული შეკუმშვა მიიღწევა გარკვეულ შუალედურ მოცულობამდე V 2 '> V 1(იზოთერმი CD). ამ შემთხვევაში გაზი მაცივარს აწვდის გარკვეული რაოდენობის სითბოს. Q 2,მასზე შესრულებული შეკუმშვის სამუშაოს ტოლია. ამის შემდეგ, გაზი ადიაბატურად შეკუმშულია მოცულობამდე V 1,ხოლო მისი ტემპერატურა იზრდება T 1(ადიაბათ DA). ახლა გაზი დაუბრუნდა პირვანდელ მდგომარეობას, რომელშიც მისი მოცულობა უდრის V 1-ს, ტემპერატურა არის T 1,წნევა - გვ 1და ციკლი შეიძლება კვლავ განმეორდეს.
სითბოს მხოლოდ ნაწილი რეალურად გარდაიქმნება სასარგებლო სამუშაოდ. QT,მიღებული გამათბობელიდან, ტოლია QT 1 - | QT 2 |.ასე რომ, კარნოს ციკლში, სასარგებლო სამუშაო A = QT 1 - | QT 2 |.
იდეალური ციკლის მაქსიმალური ეფექტურობა, როგორც ეს აჩვენა ს. კარნომ, შეიძლება გამოიხატოს გამათბობელის ტემპერატურის მიხედვით. (T 1)და მაცივარი (T 2):
