Реактивное движение

1.

ИНДИВИДУАЛЬНЫЙ ПРОЕКТ
Конструкторская работа
на тему:
«Реактивное движение»
Выполнил:Александр Х.Г
Научный руководитель:Козлова.С.В
г.
2025

2.

Введение
Актуальность
Реактивное движение остается основой авиации и космонавтики, поэтому
изучение принципов работы реактивных двигателей необходимо для понимания
современной техники.
Цель работы — изучить принцип работы реактивного двигателя.
Задачи исследования:
Рассмотреть историю развития реактивного движения.
Проанализировать устройство и работу реактивного двигателя.
Выполнить расчет параметров полета.
Объект исследования — реактивное движение.
Предмет исследования — принцип работы реактивного двигателя .

3.

Глава 1
1.1. Историко-физический процесс
образования идеи: от паровой турбины к
формуле Циолковского
Идея реактивного движения возникла еще в античности (эолипил Герона, I век н.э.).
Научное обоснование дал Исаак Ньютон в XVII веке, сформулировав третий закон
механики. Теорию реактивного движения разработал Константин Циолковский, выведя в
1903 году формулу скорости ракеты. Первым практическим воплощением стала немецкая
ракета Фау-2 (1942 год).

4.

1.2. Газодинамические процессы в
камере сгорания и роль сопла
Лаваля
В камере сгорания топливо сгорает, образуя газы с высокой
температурой и давлением. Для разгона этих газов используется сопло
Лаваля — канал, сужающийся, а затем расширяющийся. В сужающейся
части газ разгоняется до звуковой скорости в критическом сечении,
после чего в расширяющейся части становится сверхзвуковым. Таким
образом, тепловая энергия преобразуется в кинетическую. КПД
современных сопел превышает 70 %.

5.

1.3. Сравнительный анализ типов
реактивных двигателей по принципу
работы
Реактивные двигатели делятся на воздушно-реактивные (используют
атмосферный кислород) и ракетные (несут окислитель на борту).
Воздушно-реактивные работают только в атмосфере. Среди них
прямоточные эффективны на сверхзвуковых скоростях, но не работают на
нулевой скорости, а турбореактивные являются основой авиации.
Ракетные двигатели автономны и работают в космосе. Жидкостные имеют
высокий удельный импульс и регулируются, твердотопливные проще, но
не управляются. Выбор типа зависит от условий: для атмосферы —
воздушно-реактивные, для космоса — ракетные.

6.

1.4. Выводы по первой главе
В первой главе были рассмотрены теоретические основы реактивного движения.
Установлено, что идея реактивного движения прошла путь от античного эолипила до
формулы Циолковского и первых ракет.
Анализ газодинамических процессов показал, что ключевую роль в работе двигателя
играет сопло Лаваля, позволяющее разогнать газ до сверхзвуковых скоростей с КПД
более 70 %.
Сравнительный анализ выявил, что воздушно-реактивные двигатели используются в
атмосфере, а ракетные — в космосе. Полученные теоретические положения
являются основой для практического исследования.

7.

Глава 2
2.1. Удельный импульс и классификация
двигателей
Удельный импульс — главный показатель эффективности двигателя.
Чем он выше, тем экономичнее двигатель. Воздушно-реактивные
двигатели имеют более высокий удельный импульс, так как используют
кислород из воздуха. Ракетные двигатели несут окислитель на борту,
поэтому их удельный импульс ниже. Среди ракетных лучшие показатели
у водородно-кислородных двигателей.

8.

2.2. Инженерный расчет параметров полета на
основе формулы Циолковского
Для расчета скорости ракеты используется формула
Циолковского: ΔV = I · ln(m₀/m₁) где ΔV — скорость ракеты, I
— удельный импульс, m₀ — начальная масса, m₁ —
конечная масса. Формула показывает, что скорость зависит
от отношения масс топлива и конструкции.
Пример расчета: ракета массой 240 тонн имеет 200 тонн
топлива. При удельном импульсе 5000 м/с скорость
составит около 8.045км/с.
Дядя стирсман

9.

2.3. Анализ современных разработок в области
реактивных двигателей
В авиации созданы экономичные двигатели
PW1000G и UltraFan , имеющие расход топлива на
16–25 % меньше . В ракетной технике разработан
метановый двигатель Raptor с давлением 330
атмосфер для многоразовой Starship.

10.

2.4. Выводы по второй главе
Удельный импульс — главный показатель эффективности
двигателей. Воздушно-реактивные двигатели экономичнее
ракетных. Расчеты подтвердили необходимость
многоступенчатых ракет для достижения космических
скоростей. Современные разработки направлены на
создание экономичных авиационных

11.

График

12.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В результате выполнения проекта изучен принцип работы реактивного
двигателя. Рассмотрена история развития реактивного движения,
проанализированы газодинамические процессы и роль сопла Лаваля.
Выполнен расчет по формуле Циолковского, подтвердивший
необходимость многоступенчатых ракет. Проанализированы современные
разработки в области авиационных и ракетных двигателей. Все
поставленные задачи решены.

13.

Спасибо за внимание!
Спасибо за внимание!