Activitățile proiectului pentru a depăși forța de gravitație

La grădiniță, am efectuat cercetări pe tema „De ce nu cad de pe Pământ?“. Apoi a trebuit să învețe elementele de bază ale legii gravitației universale, a efectuat experimente dovedind că pământul atrage toate obiectele care nu sunt din suprafața sa, și chiar luna.

Am o întrebare din nou: În cazul în care Pământul are o astfel de mare putere de atracție, ca atunci oamenii zboară în spațiu? Cum au putut să depășească forța de gravitație?

Așa că am decis să învețe despre ea cât mai mult posibil.

Scopul cercetării mele: Este posibil pentru a depăși forța gravitației Pământului?

Ipoteza de cercetare: Cred că ar trebui să găsim o forță opusă pentru forța de atracție pentru a depăși gravitația Pământului.

Pentru a atinge obiectivul am trasat sarcinile pe care am nevoie pentru a efectua:

C folosind literatura de specialitate pentru a afla modul în care oamenii au învățat să depășească forța de gravitație.

Verificați cum este posibil să-l depășească.

Din cele mai vechi timpuri, oamenii au visat de călătorie interplanetar. Eu propun să utilizeze un vehicul foarte ciudat. De exemplu, într-una dintre compozițiile figura Sirano de Bergerac ridicată în aer, a aderat la vasele centurii de rouă, care se evaporă sub acțiunea razelor solare, creează lift.

În secolul al XVIII-lea. fantezie devine realitate, datorită fraților Montgolfier. Ele sunt umplute cu un balon cu aer cald a urcat în aer. De ce ar putea acoperi un balon de frații Montgolfier?

Aerul care a fost umplut primul balon, încălzit cu ajutorul paie de ardere. Aerul din interiorul balonului a fost aerul înconjurător cald și, prin urmare, mai puțin dens, creând astfel o forță de ridicare. Mingea a decolat, a urcat la o altitudine de 600 de metri și a aterizat în siguranță la 2 km de rampa de lansare. În timpul zborului, primele aeronauts nu au fost de până la restul - au avut tot timpul pentru a păstra ciorchinii de paie de ardere foc. Ulterior, am început să utilizăm hidrogen în loc de aer cald. Pentru a compensa balloonists controlul scurgerilor de gaz și altitudinea de zbor aruncate peste bord balast - saci de nisip.

Baloane și dirijabile: 1 Montgolfier, balon 2-Charles, 3-balon Blanchard, 4-balon (. Captif bal) Giffard, 5- cu balon (gratuit) Giffard, 6 baloane Dupuy de Lom, 7 baloane Henlein, 8-balon Renard și Krebs [2]

Aerostatostroenie dezvoltat în continuare prin creșterea înălțimii de ridicare, intervalul de zbor, precum și o varietate de forme și modele.

După război, 1870-1871. toate societatea Aeronautic, în special pariziană, cu mare zel căutat modalități de a controla balonul pentru a face potrivit pentru scopuri practice. prima încercare rațională în această direcție a fost luată mai devreme în 1852 de către Anri Zhiffarom, balon in forma de trabuc construit pe o lungime de 44 de metri și un diametru de 12 m, echipat cu un șurub, antrenat în rotație de un motor cu aburi.

În secolul al 9-lea târziu, chinezii au inventat praful de pușcă, care a fost folosit pentru prima pentru fabricarea de pocnitori, care au atașat la vârfurile de săgeți și a început în sus spre inamic. Exploziile speriat caii și răspândirea panică. Foarte curând, armurierii chinez a observat că pocnitori vag fortificate a zburat de la sine: deoarece principiul de lansare de rachete a fost descoperit. Curând praf de pușcă a devenit utilizat pe scară largă în militare, grenada, arma, arma. strategilor militari de încredere cu arme de foc direct de mai mult de rachete, dar rachete aer s-au dovedit eficiente pentru a distruge obiective mari. A fost inventarea prafului de pușcă a stat la baza apariției acestor rachete. Rockets a început să se îmbunătățească. De-a lungul timpului, diverse oameni de știință calcula, cât de mult pentru a praf de pușcă pentru a lansa o rachetă pe Lună. Din cele mai vechi timpuri oamenii au vrut să ridice de la sol și de a ajunge la alte lumi, am ajuns la concluzia că reinventeze racheta spațială.

Pe măsură ce racheta se ridică în spațiu?

În secolul al XVII-lea. Isaak Nyuton a formulat legea forțelor de egalitate de forțe de acțiune și de reacție. El este baza principiului de funcționare de rachete. Dacă balonul este umflat și eliberat fără a lega aerul se va stinge (puterea de acțiune) și împinge mingea în direcția opusă (forța de reacție). Același lucru se întâmplă și cu o rachetă. Motorul, în cazul în care este ars combustibil, emite din nou gaz. Gaz împinge racheta în direcția opusă, determinându-l să se miște mai departe.

Teoria de propulsie cu jet

Teoria jet de propulsie creat Konstantin Tsiolkovsky. El a prezentat ideea de a folosi rachete pentru spațiu de zbor și a susținut că cel mai eficient de combustibil pentru ei ar fi o combinație de oxigen lichid și hidrogen. Rocket pentru comunicații interplanetare a proiectat în 1903

„Pământul - leagănul umanității. Dar nu se poate trăi în leagăn pentru totdeauna. " Această afirmație aparține inventatorului român, om de știință restante de auto-a învățat Konstantinu Eduardovichu Tsiolkovskomu.

evoluțiile științifice în domeniul aeronauticii și aerodinamica Tsiolkovsky a lucrat înainte. În 1892, în lucrarea sa „Teoria și experiența balonului“, el a descris dirijabilului controlat cu un înveliș din metal. In acele zile, învelișul din țesătură cauciucată. Este clar că dirijabilul Tsiolkovsky ar putea fi mult mai mare. In plus, el a fost echipat cu un sistem de încălzire cu gaz și are un volum variabil. Și este posibil să se mențină o forță de ridicare constantă la diferite temperaturi ambiante și la diferite înălțimi.

Cum un motor rachetă

În spațiu nici un suport solid sau lichid sau gazos. Și accelerarea navei spațiale poate raporta numai forța reactivă. Pentru apariția acestei forțe nu sunt necesare influențe externe. Aceasta se produce atunci când curg gazele de ardere din duza de rachete cu o anumită viteză relativă de rachetă.

Partea principală a motorului rachetă - camera de ardere. Se întâmplă și procesul de ardere. Într-unul din pereții camerei există o gaură, numită o duză cu jet. Aici, prin această gaură și emit gaze formate în timpul arderii.

arderea combustibilului în motoarele numit mediul de lucru. In general, corpul de lucru - este un fel de corp material suspendat, se dilată atunci când este încălzit și se contractă când se răcește. Fiecare tip de motor este diferit. Astfel, în motoarele termice, fluidul de lucru - sunt produse din arderea benzinei, motorinei etc. In racheta. - produsele de combustie rachetă. Un combustibil pentru motorul racheta este de asemenea diferit. Și în funcție de specie sunt motoare distinsi nucleare pentru rachete, motoare de rachetă, electrice, motoare de rachete chimice.

Într-un motor rachetă nucleară mediul de lucru este încălzit de energia care este eliberată în timpul reacțiilor nucleare.

În cazul motoarelor de rachetă de sursă electrică de energie este energie electrică.

Motoare rachete chimice. în care combustibilul (combustibil și oxidant) este format din substanțe în stare solidă sunt numite combustibil solid (SRM). In lichid-gaz propulsor componente motoare pentru rachete (LRE) combustibil sunt depozitate în stare lichidă.

Tsiolkovsky a propus să folosească pentru a zbura în spațiu, motoarele de rachetă cu combustibil lichid. Aceste motoare transformă energia chimică a unui combustibil în energie cinetică a jetului evacuat din duza. In aceste motoare camerele de ardere exoterme (cu eliberare de căldură), reacția de combustibil și comburant. Ca rezultat al acestei reacții produse de combustie încălzite sunt extinse și accelerate într-o duză, curge de la motor la viteză mare. O rachetă conform legii conservării impulsului, primește accelerare îndreptată în direcția opusă.

Și în timpul nostru pentru a zbura în spațiu folosit motoarele de rachetă. Desigur, există și alte modele de motoare, cum ar fi un lift spațiu sau o velă solară. dar ele sunt încă în curs de dezvoltare.

Prima racheta Tsiolkovsky

Cum a privit prima racheta Tsiolkovsky? Era un avion sub formă de cameră alungită metalic (formă de rezistență minimă), care este găzduit în interiorul compartimentului 2: rezidențiale și motor. Compartimentul rezidențial destinat echipajului. Și în compartimentul motorului a fost motor rachetă cu combustibil lichid, care ruleaza pe combustibil hidrogen-oxigen. Hidrogenul lichid este folosit drept combustibil și oxigen lichid - oxidant necesar pentru combustia hidrogenului. Gazele formate în timpul arderii combustibilului, a avut o temperatură foarte ridicată și care curge prin tuburi, extinderea la capăt. Subțire afară și rece, au scăpat din gura cu viteză mare în raport cu racheta. Pe forța care acționează în masă ejectat din partea rachetei. Și în conformitate cu legea a treia a lui Newton (legea de acțiune și de reacție) este aceeași forță, numită reactivă, care acționează pe o racheta de la masa ejectat. Această forță este raportată accelerare de rachete.

rachetă în mai multe etape

Pentru a depăși atracția Pământului, aeronava trebuie să dezvolte o viteză orizontală de aproximativ 7.9 km / sec. Această viteză se numește prima viteză cosmică. După ce a primit o astfel de viteză, se va deplasa în jurul Pământului într-o orbită concentrică și să devină un satelit artificial al Pământului. La o viteză mai mică va cădea înapoi pe Pământ.

Pentru a părăsi orbita Pământului, unitatea ar trebui să aibă o viteză de 11,2 km / sec. Această viteză se numește viteza de evacuare. O nava spatiala care devine o viteză devine din satelit Soare.

Fiecare corp ceresc are valori proprii viteze cosmice. De exemplu, pentru Soare, viteza de evacuare este egală cu 617.7 km / sec.

Greutatea combustibilului necesar pentru a produce chiar și prima viteză cosmică, conform calculelor este mai mare decât greutatea rachetei. Dar, în afară de combustibil, acesta trebuie să aibă loc în continuare și sarcină utilă: echipaj, echipamente, etc. Este clar că o astfel de rachetă ar putea fi construit. Dar Tsiolkovsky a găsit soluția la această problemă. Și dacă garnitura mecanică cu mai multe rachete? Omul de știință a propus să trimită în spațiu un „tren de rachete“. Fiecare racheta într-un „tren“ a fost numit scena, iar „tren“ - o rachetă cu mai multe etape.

Motorul în primul rând, cea mai mare etapă a inclus la pornire. Ea are grabă și îi spune restul etapelor care sunt în legătură cu acesta sunt sarcina utilă. Atunci când tot combustibilul se va arde, acest pas este separat de racheta și raportează viteza a doua etapă. Apoi, în același mod accelerează etapa a doua, care este, de asemenea, separat de rachete, când se termină combustibilul. Și așa va fi până la momentul până la sfârșitul combustibilului în motor este ultima etapă a rachetei. Apoi, iar acest pas este separat de nave spațiale, și va avea loc în orbita spațiu.

Motoarele moderne de rachete

Cele mai multe rachete moderne echipate cu motoare pentru rachete chimice. Un astfel de motor poate folosi solid, lichid sau gaz propulsor hibrid. Reacția chimică între combustibil și oxidantul începe în camera de ardere care rezultă din revărsarea gazele fierbinți formează un curent jet, sunt accelerate într-o duză cu jet (sau duze) și scos din racheta. Accelerarea acestor gaze în motorul creează pofte - împingere forță, forțând racheta să se miște. Principiul de propulsie cu jet este descris de a treia lege a lui Newton.

Rachete ca aburul, în care fluidul de lucru este încălzit de zonele de funcționare a motorului, uneori descris ca un sistem de motoare cu ardere externă. Exemple de motoare de rachetă, combustie externă pot fi cele mai multe modele de motoare pentru rachete nucleare.

Am dezvoltat metode alternative de a ridica nave spațiale pe orbită. Printre ei „spațiu lift“, arme electromagnetice și convenționale, dar, atâta timp cât acestea sunt în faza de proiectare.

Am decis pentru a simula lansarea unei rachete în casă.

Mergând mai departe se datorează faptului că o parte a subiectului este aruncat înapoi. Un exemplu clasic - o rachetă: ca să zboare mai departe, gazele fierbinți aruncate înapoi.

Cu toate acestea, nu avem rachete, dar puteți cumpăra cu ușurință un balon. În conformitate cu principiul său de acțiune în multe privințe, este similar cu racheta în cazul în care umfla, si apoi da drumul, este sub efectul fluxului de aer evacuat va acoperi în mod aleatoriu în jurul camerei. Se folosește același principiu de propulsie cu jet: aer - mingea înapoi - înainte.

Pentru experiment, am folosit o pungă de ceai-sub, fac o racheta din ea.

Incendieri meciul lui și a zburat până la tavan.

Fluxul de aer cald ridică sacul și el este de zbor - lung, înalt și frumos.

Din moment ce am simula lansarea de rachete la domiciliu, în primul rând, ar trebui să fie în siguranță. De aceea, am ales dintre mai multe metode de opțiuni bazate pe pornire prin reacția dintre acid acetic și bicarbonat de sodiu.

Pentru rampa de lansare, avem nevoie de:

O sticlă de apă minerală, oțet, bicarbonat de sodiu, șervețel de hârtie.

Pentru fabricarea de rachete:

Carton de foaie, riglă, creion, foarfece, lipici.

Pre-carton desenând prezintă elemente ale unei rachete viitoare, l-am tăiat cu grijă, cu foarfece și lipici, respectiv, aspect conceput. Așa că am lipit aripile stabilizatori, ca această rachetă. Aș vrea ca totul să fie credibil.

Amestecul reactiv de oțet și gata de apă, se omite bicarbonat de sodiu în interiorul sticlei înfășurat într-un șervețel de hârtie. Acum trebuie să setați rapid racheta pe rampa de lansare. Este important de a avea timp să-l facă înainte de a ajunge o cârpă umedă și începe reacția de sodă și oțet.

Din păcate, din cauza unor calcule incorecte ale concentrațiilor și proporțiile de combustibil pentru lansarea noastră, precum și etanșeitatea insuficientă a lansator de rachete în comun și am așteptat pentru eșecul. Racheta fără a obține un impuls suficient pentru decolare, înclinat pe o parte și a fost în curând umplut cu amestecul de combustibil din lansator.

Luând în considerare toate neajunsurile din primul experiment, am decis să efectueze o repornire. Toate sistemele sunt normale, gata de lansare.

Lansarea URA a fost un succes! În cazul în care nu ia în considerare, departe de traiectoria de zbor ideală, totul a mers conform planului. Încântat cu ceea ce se întâmplă în bucătăria mea este dificil de exprimat în cuvinte.

Am văzut o rachetă mi-a crescut din tavan și s-au grabit la „stelele de galaxii îndepărtate.“

Concluzie din această experiență:

Pentru a efectua orice idei tehnice, mai ales într-un astfel de sector important ca știință de rachete, este imperativ să se efectueze un calcul atent al tuturor parametrilor care pot influența lansarea a avut loc. La urma urmei, acest lucru poate depinde nu numai soarta a rachetei în sine, dar, de asemenea, viața astronauților. Dar expertiza principală constă în faptul că în caz contrar, nu dispera. Este necesar să se înțeleagă motivele pentru ea a determinat, să le corecteze și să încerce să ajungă din nou gol. La urma urmei, în designeri reale și testeri sa dovedit nu o dată, și nu toate, dar, datorită perseverența și munca grea, trăim într-o lume a tehnologiilor spațiale avansate, și înaintea noastră cunoașterea necunoscut și spațiul vast

În general imagina viața modernă fără progresele în domeniul rachetelor și explorarea spațiului nu este posibilă. Într-adevăr, datorită dezvoltării de apropierea Pământului spațiu, astăzi gravitează în jurul pământului tot felul de sateliți pentru scopuri diferite. Cu ajutorul sateliților științifici, oamenii de știință observa corpurile cerești. Toate acestea, atunci, ceea ce avem acum, și stații de cercetare, iar instalarea va fi locuință mai ușoară și locuibile viitoarei fabrici de biogaz, în viitor, de lângă Pământ filare, va permite locuitorilor săi se întorc adesea pe planeta lor de origine, și să primească oaspeții. Și dacă orice parte a omenirii alege să trăiască în spațiu adânc, conexiunea poate fi menținută numai prin trimiterea de semnale radio. Probabil pentru o lungă perioadă de timp nu apare nave interplanetare, capabile de viteze mai mari de sute de mii de kilometri pe oră, precum și dezvoltarea modernă a tehnologiilor spațiale pe drumul înapoi pe Pământ și va dura zeci de ani. Desigur, există voluntari care doresc să devină coloniști în colonii, care sunt nave spațiale imens va transporta cu o specie selectate de plante și animale. Dar nu până în prezent zi, atunci când coloniile spațiale devin noi lumi. Și toate acestea nu vor fi imaginația scriitorilor de science fiction.

Lista de surse utilizate: