Номер 2, страница 173, часть 1 - гдз по физике 9 класс учебник Белага, Воронцова

Часть 1. Глава 5. Законы сохранения в механике. Параграф 42. Реактивное движение. Повторим изученное - номер 2, страница 173.

Условие.

• Что такое реактивный двигатель и как он устроен?

Решение.

Что такое реактивный двигатель и как он устроен?

Реактивный двигатель — это двигатель, который создаёт тягу (реактивную силу) для движения, отбрасывая от себя с большой скоростью рабочее тело (например, струю горячего газа). Принцип его работы основан на третьем законе Ньютона: сила действия равна по модулю и противоположна по направлению силе противодействия. Двигатель отбрасывает массу рабочего тела в одном направлении, а сам, в соответствии с законом сохранения импульса, получает импульс в противоположном направлении. Эту движущую силу называют силой тяги. В простейшем случае сила тяги $\text{F}$ определяется как произведение секундного расхода массы рабочего тела $\dot{m}$ на скорость его истечения $v_e$ относительно двигателя: $F = \dot{m} \cdot v_e$.

Конструкция реактивного двигателя зависит от его типа. Наиболее распространённым является воздушно-реактивный турбореактивный двигатель (ТРД), который используется в авиации. Его устройство включает следующие основные компоненты:
1. Воздухозаборник — передняя часть двигателя, предназначенная для захвата набегающего потока воздуха и направления его внутрь.
2. Компрессор — система, состоящая из вращающихся дисков с лопатками (ротор) и неподвижных лопаток (статор). Он сжимает поступающий воздух в десятки раз, значительно повышая его давление и температуру.
3. Камера сгорания — в эту камеру подаётся сжатый воздух из компрессора и впрыскивается топливо (авиационный керосин). Смесь поджигается, и в результате горения образуется огромное количество раскалённых газов под высоким давлением.
4. Турбина — газовый поток из камеры сгорания попадает на лопатки турбины, заставляя её вращаться с огромной скоростью. Турбина через вал соединена с компрессором и приводит его в движение, отбирая для этого часть энергии газового потока.
5. Сопло — канал сужающейся, а затем расширяющейся формы (сопло Лаваля) в задней части двигателя. Проходя через него, горячие газы, обладающие ещё большой энергией, ускоряются до сверхзвуковых скоростей и с силой выбрасываются наружу, создавая реактивную тягу.

Помимо турбореактивных, существуют и другие типы двигателей. Например, турбовентиляторные двигатели, которые устанавливаются на большинстве современных пассажирских самолётов, имеют большой вентилятор, который обдувает основной контур двигателя, создавая дополнительную тягу и повышая топливную эффективность. Ракетные двигатели являются реактивными, но в отличие от воздушно-реактивных, они не используют кислород из атмосферы, а несут окислитель с собой, что позволяет им работать в вакууме.

Ответ: Реактивный двигатель — это устройство, создающее силу тяги за счёт высокоскоростного выброса рабочего тела, работающее на основе третьего закона Ньютона (закона сохранения импульса). Классический турбореактивный двигатель устроен как система последовательных узлов: воздухозаборник, компрессор, камера сгорания, турбина (для привода компрессора) и сопло, из которого истекает реактивная струя.