บ้าน เครื่องคิดเลข ข้อความในหัวข้อการขับเคลื่อนด้วยไอพ่นในการบิน แรงขับเจ็ท

ข้อความในหัวข้อการขับเคลื่อนด้วยไอพ่นในการบิน แรงขับเจ็ท

แรงขับเจ็ทในธรรมชาติและเทคโนโลยี - เป็นปรากฏการณ์ที่พบบ่อยมาก โดยธรรมชาติแล้วจะเกิดขึ้นเมื่อส่วนหนึ่งของร่างกายแยกจากส่วนอื่นด้วยความเร็วหนึ่ง ในกรณีนี้แรงปฏิกิริยาจะปรากฏขึ้นโดยไม่มีปฏิสัมพันธ์ของสิ่งมีชีวิตนี้กับวัตถุภายนอก

เพื่อที่จะเข้าใจอะไร. เรากำลังพูดถึงวิธีที่ดีที่สุดคือดูตัวอย่าง ในธรรมชาติและเทคโนโลยีมีมากมาย ก่อนอื่นเราจะพูดถึงวิธีที่สัตว์ใช้มัน และจากนั้นจะนำไปใช้ในเทคโนโลยีอย่างไร

แมงกะพรุน ตัวอ่อนแมลงปอ แพลงก์ตอน และหอย

หลายคนขณะว่ายน้ำในทะเลก็เจอแมงกะพรุน ในทะเลดำมีมากมาย อย่างไรก็ตาม ไม่ใช่ทุกคนที่ตระหนักว่าแมงกะพรุนเคลื่อนที่โดยใช้แรงขับไอพ่น วิธีการเดียวกันนี้ใช้โดยตัวอ่อนของแมลงปอเช่นเดียวกับตัวแทนของแพลงก์ตอนทะเล ประสิทธิภาพของสัตว์ทะเลที่ไม่มีกระดูกสันหลังที่ใช้มันมักจะสูงกว่าสิ่งประดิษฐ์ทางเทคนิคมาก

หอยจำนวนมากเคลื่อนไหวในลักษณะที่เราสนใจ ตัวอย่าง ได้แก่ ปลาหมึก ปลาหมึก และปลาหมึกยักษ์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งหอยเชลล์สามารถเคลื่อนที่ไปข้างหน้าได้โดยใช้กระแสน้ำที่พุ่งออกจากเปลือกหอยเมื่อวาล์วถูกบีบอัดอย่างรวดเร็ว

และนี่เป็นเพียงตัวอย่างเล็กๆ น้อยๆ จากชีวิตสัตว์โลกที่สามารถให้ได้ เผยหัวข้อ “แรงขับเจ็ทในชีวิตประจำวัน ธรรมชาติ และเทคโนโลยี”

ปลาหมึกเคลื่อนไหวอย่างไร?

ปลาหมึกก็มีความน่าสนใจมากในเรื่องนี้ เช่นเดียวกับปลาหมึกหลายๆ ตัว มันเคลื่อนที่ในน้ำโดยใช้กลไกต่อไปนี้ ปลาหมึกจะนำน้ำเข้าไปในช่องเหงือกผ่านทางช่องทางพิเศษที่อยู่ด้านหน้าลำตัวและผ่านทางช่องด้านข้าง จากนั้นเธอก็โยนมันผ่านช่องทางอย่างแรง ปลาหมึกจะนำท่อกรวยไปด้านหลังหรือด้านข้าง การเคลื่อนไหวสามารถดำเนินการไปในทิศทางต่างๆ

วิธีที่ซัลปะใช้

วิธีที่ซัลปาใช้ก็น่าสงสัยเช่นกัน เป็นชื่อสัตว์ทะเลที่มีลำตัวโปร่งใส เมื่อเคลื่อนที่ salpa จะดึงน้ำโดยใช้ช่องเปิดด้านหน้า น้ำจะจบลงในช่องกว้างและมีเหงือกอยู่ในแนวทแยงมุม รูจะปิดลงเมื่อซัลปาจิบน้ำปริมาณมาก กล้ามเนื้อตามขวางและตามยาวของมันหดตัวและบีบอัดร่างกายของสัตว์ทั้งหมด น้ำถูกผลักออกทางรูด้านหลัง สัตว์เคลื่อนที่ไปข้างหน้าเนื่องจากปฏิกิริยาของไอพ่นที่ไหล

ปลาหมึก - "ตอร์ปิโดที่มีชีวิต"

สิ่งที่น่าสนใจที่สุดคือเครื่องยนต์ไอพ่นที่ปลาหมึกมี สัตว์ชนิดนี้ถือเป็นตัวแทนที่ใหญ่ที่สุดของสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง โดยอาศัยอยู่ที่ระดับความลึกของมหาสมุทร ในการนำทางด้วยเครื่องบินเจ็ท ปลาหมึกได้รับความสมบูรณ์แบบอย่างแท้จริง แม้แต่ร่างกายของสัตว์เหล่านี้ก็มีลักษณะคล้ายจรวดด้วย แบบฟอร์มภายนอก- หรือมากกว่านั้นจรวดนี้จะลอกเลียนแบบปลาหมึกเนื่องจากเป็นปลาหมึกที่มีความเป็นอันดับหนึ่งอย่างไม่มีปัญหาในเรื่องนี้ หากจำเป็นต้องเคลื่อนไหวช้าๆ สัตว์จะใช้ครีบรูปเพชรขนาดใหญ่ในการดำเนินการนี้ ซึ่งจะโค้งงอเป็นครั้งคราว หากจำเป็นต้องขว้างอย่างรวดเร็ว เครื่องยนต์ไอพ่นก็เข้ามาช่วยเหลือ

ร่างกายของหอยถูกล้อมรอบด้วยเนื้อเยื่อของกล้ามเนื้อปกคลุมทุกด้าน เกือบครึ่งหนึ่งของปริมาตรทั้งหมดของร่างกายสัตว์คือปริมาตรของโพรงของมัน ปลาหมึกใช้โพรงปกคลุมเพื่อเคลื่อนที่โดยการดูดน้ำที่อยู่ภายใน จากนั้นเขาก็พ่นกระแสน้ำที่รวบรวมออกมาอย่างรวดเร็วผ่านหัวฉีดแคบ ๆ ด้วยเหตุนี้ มันจึงดันไปข้างหลังด้วยความเร็วสูง ในเวลาเดียวกัน ปลาหมึกจะพับหนวดทั้ง 10 เส้นเป็นปมเหนือหัวเพื่อให้ได้รูปทรงที่เพรียวบาง หัวฉีดมีวาล์วพิเศษ และกล้ามเนื้อของสัตว์สามารถหมุนได้ ทิศทางการเคลื่อนไหวจึงเปลี่ยนไป

ความเร็วปลาหมึกที่น่าประทับใจ

ต้องบอกว่าเครื่องยนต์ปลาหมึกประหยัดมาก ความเร็วที่สามารถเข้าถึงได้สามารถเข้าถึง 60-70 กม./ชม. นักวิจัยบางคนถึงกับเชื่อว่าสามารถเร่งความเร็วได้ถึง 150 กม./ชม. อย่างที่คุณเห็นปลาหมึกไม่ได้ถูกเรียกว่า "ตอร์ปิโดที่มีชีวิต" โดยเปล่าประโยชน์ มันสามารถหมุนไปในทิศทางที่ต้องการโดยงอหนวดของมันพับเป็นมัดลง, ขึ้น, ซ้ายหรือขวา

ปลาหมึกควบคุมการเคลื่อนไหวอย่างไร?

เนื่องจากพวงมาลัยมีขนาดใหญ่มากเมื่อเทียบกับขนาดของสัตว์ การขยับพวงมาลัยเพียงเล็กน้อยก็เพียงพอแล้วสำหรับปลาหมึกเพื่อหลีกเลี่ยงการชนกับสิ่งกีดขวางได้อย่างง่ายดายแม้จะเคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงสุดก็ตาม หากหมุนแรงๆ สัตว์จะพุ่งเข้ามาทันที ด้านหลัง- ปลาหมึกจะงอปลายกรวยไปด้านหลังและส่งผลให้สามารถเลื่อนหัวได้ก่อน ถ้าเขางอไปทางขวา เขาจะถูกเหวี่ยงไปทางซ้ายด้วยแรงขับไอพ่น อย่างไรก็ตาม เมื่อจำเป็นต้องว่ายน้ำอย่างรวดเร็ว กรวยจะอยู่ระหว่างหนวดเสมอ ในกรณีนี้ สัตว์จะรีบเร่งหางก่อน เหมือนการวิ่งของกุ้งเครย์ฟิชที่เคลื่อนไหวเร็ว หากมีความคล่องตัวแบบนักแข่ง

เมื่อไม่จำเป็นต้องเร่งรีบ ปลาหมึกและปลาหมึกจะว่ายน้ำเป็นลูกคลื่นด้วยครีบ คลื่นขนาดเล็กพาดผ่านจากด้านหน้าไปด้านหลัง ปลาหมึกและปลาหมึกเหินอย่างสง่างาม พวกเขาดันตัวเองเป็นครั้งคราวด้วยกระแสน้ำที่พุ่งออกมาจากใต้เสื้อคลุมของพวกเขา การกระแทกแต่ละครั้งที่หอยได้รับระหว่างการระเบิดของน้ำจะมองเห็นได้ชัดเจนในช่วงเวลาดังกล่าว

ปลาหมึกบิน

ปลาหมึกบางชนิดสามารถเร่งความเร็วได้ถึง 55 กม./ชม. ดูเหมือนว่าไม่มีใครทำการวัดโดยตรง แต่เราสามารถให้ตัวเลขดังกล่าวตามระยะและความเร็วของปลาหมึกบินได้ ปรากฎว่ามีคนแบบนี้ ปลาหมึก Stenoteuthis เป็นนักบินที่ดีที่สุดของหอยทั้งหมด ลูกเรือชาวอังกฤษเรียกมันว่าปลาหมึกบิน (flying squid) สัตว์ตัวนี้ตามรูปถ่ายที่นำเสนอข้างต้นมีขนาดเล็กประมาณขนาดของปลาเฮอริ่ง มันไล่ล่าปลาอย่างรวดเร็วจนมักจะกระโดดขึ้นจากน้ำ โฉบเฉี่ยวเหมือนลูกศรเหนือผิวน้ำ นอกจากนี้เขายังใช้เคล็ดลับนี้เมื่อตกอยู่ในอันตรายจากสัตว์นักล่า - ปลาแมคเคอเรลและปลาทูน่า หลังจากพัฒนาแรงขับพุ่งสูงสุดในน้ำ ปลาหมึกจะลอยขึ้นไปในอากาศแล้วบินอยู่เหนือคลื่นมากกว่า 50 เมตร เมื่อมันบินจะสูงมากจนปลาหมึกบินบ่อยครั้งมาเกาะบนดาดฟ้าเรือ ความสูง 4-5 เมตรนั้นไม่ได้เป็นสถิติสำหรับพวกเขาเลย บางทีปลาหมึกบินก็บินได้สูงกว่านี้อีก

ดร.รีส นักวิจัยด้านหอยจากบริเตนใหญ่ของเขา บทความทางวิทยาศาสตร์บรรยายถึงตัวแทนของสัตว์เหล่านี้ซึ่งมีความยาวลำตัวเพียง 16 ซม. อย่างไรก็ตามเขาสามารถบินได้ในระยะไกลพอสมควรหลังจากนั้นเขาก็ลงจอดบนสะพานเรือยอชท์ และสะพานนี้ก็สูงเกือบ 7 เมตร!

มีหลายครั้งที่เรือถูกโจมตีโดยปลาหมึกบินจำนวนมากในคราวเดียว Trebius Niger นักเขียนสมัยโบราณเคยเล่าเรื่องราวที่น่าเศร้าเกี่ยวกับเรือลำหนึ่งที่ดูเหมือนจะไม่สามารถทนต่อน้ำหนักของสัตว์ทะเลเหล่านี้ได้และจมลง สิ่งที่น่าสนใจคือปลาหมึกสามารถบินขึ้นได้แม้จะไม่ต้องเร่งความเร็วก็ตาม

ปลาหมึกยักษ์บิน

ปลาหมึกยักษ์ยังมีความสามารถในการบิน Jean Verani นักธรรมชาติวิทยาชาวฝรั่งเศส เฝ้าดูหนึ่งในนั้นเร่งความเร็วในพิพิธภัณฑ์สัตว์น้ำของเขา จากนั้นก็กระโดดขึ้นจากน้ำทันที สัตว์ตัวนี้มีลักษณะโค้งในอากาศประมาณ 5 เมตร แล้วจึงตกลงไปในตู้ปลา ปลาหมึกยักษ์ได้รับความเร็วที่จำเป็นสำหรับการกระโดดไม่เพียงเคลื่อนไหวด้วยแรงขับเจ็ทเท่านั้น มันยังพายเรือด้วยหนวดของมันด้วย ปลาหมึกยักษ์มีลักษณะเป็นถุง ดังนั้นพวกมันจึงว่ายได้แย่กว่าปลาหมึก แต่ในช่วงเวลาวิกฤติ สัตว์เหล่านี้สามารถเป็นฝ่ายนำหน้านักวิ่งที่เก่งที่สุดได้ เจ้าหน้าที่พิพิธภัณฑ์สัตว์น้ำแคลิฟอร์เนียต้องการถ่ายภาพปลาหมึกยักษ์ที่กำลังโจมตีปู อย่างไรก็ตาม ปลาหมึกยักษ์ที่วิ่งเข้าหาเหยื่อได้พัฒนาความเร็วที่สามารถถ่ายภาพได้ แม้ว่าจะใช้งานก็ตาม ระบอบการปกครองพิเศษกลับกลายเป็นภาพเบลอ ซึ่งหมายความว่าการขว้างนั้นกินเวลาเพียงเสี้ยววินาที!

อย่างไรก็ตาม ปลาหมึกยักษ์มักจะว่ายค่อนข้างช้า นักวิทยาศาสตร์ โจเซฟ ไซน์ ซึ่งศึกษาการอพยพของปลาหมึกยักษ์ พบว่าปลาหมึกยักษ์ซึ่งมีขนาด 0.5 เมตร ว่ายน้ำด้วยความเร็วเฉลี่ยประมาณ 15 กม./ชม. น้ำแต่ละสายที่พ่นออกจากกรวยจะดันน้ำไปข้างหน้า (แม่นยำยิ่งขึ้น ถอยหลัง เนื่องจากว่ายไปข้างหลัง) ประมาณ 2-2.5 ม.

“น้ำแตงกวา”

การเคลื่อนไหวเชิงปฏิกิริยาในธรรมชาติและเทคโนโลยีสามารถพิจารณาได้โดยใช้ตัวอย่างจากโลกพืชเพื่ออธิบาย หนึ่งในที่มีชื่อเสียงที่สุดคือผลไม้สุกของสิ่งที่เรียกว่า พวกมันกระเด็นออกจากก้านเพียงสัมผัสเพียงเล็กน้อย จากนั้นจึงออกจากหลุมที่เกิดด้วย ความแข็งแกร่งอันยิ่งใหญ่ของเหลวเหนียวพิเศษที่มีเมล็ดถูกโยนออกไป แตงกวาบินไปในทิศทางตรงกันข้ามที่ระยะสูงสุด 12 เมตร

กฎการอนุรักษ์โมเมนตัม

คุณควรพูดถึงเรื่องนี้อย่างแน่นอนเมื่อพิจารณาถึงการเคลื่อนที่ของไอพ่นในธรรมชาติและเทคโนโลยี ความรู้ช่วยให้เราเปลี่ยนแปลงได้ โดยเฉพาะความเร็วในการเคลื่อนที่ของเราเองหากเราอยู่ในที่โล่ง เช่น คุณกำลังนั่งอยู่ในเรือและมีก้อนหินหลายก้อนติดตัวอยู่ หากโยนไปในทิศทางใดทิศทางหนึ่ง เรือก็จะเคลื่อนที่ไปในทิศทางตรงกันข้าม กฎหมายนี้ยังใช้กับอวกาศด้วย อย่างไรก็ตามเพื่อจุดประสงค์นี้พวกเขาจึงใช้

มีตัวอย่างอื่นใดอีกของการขับเคลื่อนด้วยไอพ่นที่สามารถสังเกตได้ในธรรมชาติและเทคโนโลยี? กฎการอนุรักษ์โมเมนตัมแสดงให้เห็นได้ดีมากโดยใช้ตัวอย่างปืน

อย่างที่คุณทราบการยิงจากมันมักจะมาพร้อมกับการหดตัวเสมอ สมมุติว่าน้ำหนักกระสุนเท่ากับน้ำหนักปืน ในกรณีนี้พวกเขาจะบินออกจากกันด้วยความเร็วเท่ากัน การหดตัวเกิดขึ้นเนื่องจากมีการสร้างแรงปฏิกิริยาเนื่องจากมีมวลที่ถูกโยนออกไป ด้วยแรงนี้ทำให้มั่นใจได้ถึงการเคลื่อนไหวทั้งในสุญญากาศและในอากาศ ยิ่งความเร็วและมวลของก๊าซที่ไหลมากเท่าไร แรงถีบกลับที่ไหล่ของเราสัมผัสก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น ดังนั้น ยิ่งปฏิกิริยาของปืนรุนแรงขึ้น แรงปฏิกิริยาก็จะยิ่งสูงขึ้นตามไปด้วย

ทำนายฝัน ได้บินไปในอวกาศ

การขับเคลื่อนด้วยไอพ่นในธรรมชาติและเทคโนโลยีเป็นที่มาของแนวคิดใหม่ๆ สำหรับนักวิทยาศาสตร์มานานหลายปี เป็นเวลาหลายศตวรรษที่มนุษยชาติใฝ่ฝันที่จะบินสู่อวกาศ จะต้องถือว่าการใช้เครื่องยนต์ไอพ่นในธรรมชาติและเทคโนโลยีนั้นไม่ได้หมดสิ้นไปแต่อย่างใด

และทุกอย่างเริ่มต้นด้วยความฝัน เมื่อหลายศตวรรษก่อนนักเขียนนิยายวิทยาศาสตร์ได้เสนอวิธีการต่างๆ มากมายแก่เราในการบรรลุเป้าหมายที่ต้องการนี้ ในศตวรรษที่ 17 Cyrano de Bergerac นักเขียนชาวฝรั่งเศส ได้สร้างเรื่องราวเกี่ยวกับการบินไปดวงจันทร์ ฮีโร่ของเขาไปถึงดาวเทียมของโลกโดยใช้เกวียนเหล็ก เขาโยนแม่เหล็กแรงสูงทับโครงสร้างนี้อย่างต่อเนื่อง เกวียนถูกดึงดูดเข้าหาเขา สูงขึ้นเรื่อยๆ เหนือพื้นโลก ในที่สุดเธอก็ไปถึงดวงจันทร์ บารอน Munchausen ตัวละครที่มีชื่อเสียงอีกคน ปีนขึ้นไปบนดวงจันทร์โดยใช้ก้านถั่ว

แน่นอนว่า ในเวลานั้น ไม่ค่อยมีใครรู้ว่าการใช้เครื่องยนต์ไอพ่นในธรรมชาติและเทคโนโลยีจะทำให้ชีวิตง่ายขึ้นได้อย่างไร แต่การบินแห่งจินตนาการได้เปิดโลกทัศน์ใหม่อย่างแน่นอน

ระหว่างทางสู่การค้นพบอันโดดเด่น

ในประเทศจีนในช่วงปลายสหัสวรรษที่ 1 จ. คิดค้นระบบขับเคลื่อนไอพ่นเพื่อขับเคลื่อนจรวด อย่างหลังเป็นเพียงท่อไม้ไผ่ที่เต็มไปด้วยดินปืน จรวดเหล่านี้ถูกปล่อยเพื่อความสนุกสนาน เครื่องยนต์ไอพ่นถูกใช้ในหนึ่งในการออกแบบรถยนต์ยุคแรกๆ ความคิดนี้เป็นของนิวตัน

N.I. ยังคิดถึงว่าการเคลื่อนที่ของไอพ่นเกิดขึ้นได้อย่างไรในธรรมชาติและเทคโนโลยี คิบาลชิช. นี่คือนักปฏิวัติชาวรัสเซีย ผู้เขียนโครงการเจ็ตลำแรก อากาศยานซึ่งออกแบบมาเพื่อการบินของมนุษย์ น่าเสียดายที่คณะปฏิวัติถูกประหารชีวิตเมื่อวันที่ 3 เมษายน พ.ศ. 2424 Kibalchich ถูกกล่าวหาว่ามีส่วนร่วมในการพยายามลอบสังหาร Alexander II อยู่ในคุกแล้วในขณะที่รอการประหารชีวิตเขายังคงศึกษาปรากฏการณ์ที่น่าสนใจเช่นการเคลื่อนที่ของไอพ่นในธรรมชาติและเทคโนโลยีซึ่งเกิดขึ้นเมื่อส่วนหนึ่งของวัตถุถูกแยกออกจากกัน จากผลการวิจัยเหล่านี้ เขาได้พัฒนาโครงการของเขาขึ้นมา Kibalchich เขียนว่าแนวคิดนี้สนับสนุนเขาในตำแหน่งของเขา เขาพร้อมที่จะเผชิญหน้ากับความตายอย่างสงบโดยรู้ว่าการค้นพบที่สำคัญเช่นนี้จะไม่ตายไปพร้อมกับเขา

การตระหนักถึงแนวคิดการบินอวกาศ

การสำแดงของการขับเคลื่อนด้วยไอพ่นในธรรมชาติและเทคโนโลยียังคงได้รับการศึกษาโดย K. E. Tsiolkovsky (ภาพของเขาแสดงไว้ด้านบน) ในตอนต้นของศตวรรษที่ 20 นักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซียผู้ยิ่งใหญ่คนนี้เสนอแนวคิดในการใช้จรวดในการบินอวกาศ บทความของเขาเกี่ยวกับปัญหานี้ปรากฏในปี 1903 มันนำเสนอสมการทางคณิตศาสตร์ที่สำคัญที่สุดสำหรับอวกาศ เป็นที่รู้จักในสมัยของเราในชื่อ "สูตร Tsiolkovsky" สมการนี้อธิบายการเคลื่อนที่ของวัตถุที่มีมวลแปรผัน ในงานต่อไป เขาได้นำเสนอแผนภาพ เครื่องยนต์จรวด,วิ่งด้วยเชื้อเพลิงเหลว Tsiolkovsky ศึกษาการใช้แรงขับไอพ่นในธรรมชาติและเทคโนโลยีได้พัฒนาการออกแบบจรวดแบบหลายขั้นตอน นอกจากนี้เขายังเกิดแนวคิดเกี่ยวกับความเป็นไปได้ในการสร้างเมืองอวกาศทั้งหมดในวงโคจรโลกต่ำ สิ่งเหล่านี้คือการค้นพบที่นักวิทยาศาสตร์ค้นพบขณะศึกษาการขับเคลื่อนด้วยไอพ่นในธรรมชาติและเทคโนโลยี จรวดดังที่ Tsiolkovsky แสดงให้เห็นเป็นอุปกรณ์เดียวที่สามารถเอาชนะจรวดได้ เขากำหนดให้มันเป็นกลไกที่มีเครื่องยนต์ไอพ่นที่ใช้เชื้อเพลิงและตัวออกซิไดเซอร์ที่อยู่บนนั้น อุปกรณ์นี้จะเปลี่ยนพลังงานเคมีของเชื้อเพลิง ซึ่งกลายเป็นพลังงานจลน์ของไอพ่นแก๊ส จรวดเองก็เริ่มเคลื่อนที่ไปในทิศทางตรงกันข้าม

ในที่สุด นักวิทยาศาสตร์ได้ศึกษาการเคลื่อนไหวปฏิกิริยาของร่างกายในธรรมชาติและเทคโนโลยีแล้ว จึงได้ดำเนินการต่อไป กำลังมา งานขนาดใหญ่การบรรลุความฝันอันยาวนานของมนุษยชาติ และกลุ่มนักวิทยาศาสตร์โซเวียตซึ่งนำโดยนักวิชาการ S.P. Korolev ก็รับมือกับมันได้ เธอตระหนักถึงความคิดของ Tsiolkovsky ดาวเทียมดวงแรกของโลกของเราเปิดตัวในสหภาพโซเวียตเมื่อวันที่ 4 ตุลาคม พ.ศ. 2500 โดยธรรมชาติแล้วมีการใช้จรวด

Yu. A. Gagarin (ภาพด้านบน) เป็นชายที่ได้รับเกียรติให้เป็นคนแรกที่ได้บินไปในอวกาศ เหตุการณ์สำคัญของโลกนี้เกิดขึ้นเมื่อวันที่ 12 เมษายน พ.ศ. 2504 กาการินบินไปทั่วโลกด้วยดาวเทียมวอสตอค สหภาพโซเวียตเป็นรัฐแรกที่จรวดไปถึงดวงจันทร์ บินไปรอบๆ และถ่ายภาพด้านที่มองไม่เห็นจากโลก นอกจากนี้ยังเป็นชาวรัสเซียที่มาเยือนดาวศุกร์เป็นครั้งแรก พวกเขานำเครื่องมือทางวิทยาศาสตร์มาสู่พื้นผิวของดาวเคราะห์ดวงนี้ นีล อาร์มสตรอง นักบินอวกาศชาวอเมริกัน เป็นคนแรกที่เดินบนพื้นผิวดวงจันทร์ เขาลงจอดเมื่อวันที่ 20 กรกฎาคม พ.ศ. 2512 ในปี พ.ศ. 2529 เรือเวกา 1 และเวกา 2 (เรือของสหภาพโซเวียต) สำรวจดาวหางฮัลเลย์ในระยะใกล้ ซึ่งเข้าใกล้ดวงอาทิตย์เพียงครั้งเดียวทุกๆ 76 ปี การสำรวจอวกาศดำเนินต่อไป...

อย่างที่คุณเห็น ฟิสิกส์เป็นวิทยาศาสตร์ที่สำคัญและมีประโยชน์มาก การขับเคลื่อนด้วยไอพ่นในธรรมชาติและเทคโนโลยีเป็นเพียงหนึ่งในประเด็นที่น่าสนใจที่ถูกกล่าวถึง และความสำเร็จของวิทยาศาสตร์นี้มีความสำคัญมาก

วิธีการใช้ระบบขับเคลื่อนด้วยไอพ่นในธรรมชาติและเทคโนโลยีในปัจจุบัน

ในทางฟิสิกส์ โดยเฉพาะในช่วงไม่กี่ศตวรรษที่ผ่านมา การค้นพบที่สำคัญ- แม้ว่าธรรมชาติจะยังคงไม่เปลี่ยนแปลง แต่เทคโนโลยีก็มีการพัฒนาอย่างรวดเร็ว ปัจจุบัน หลักการขับเคลื่อนด้วยไอพ่นถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายไม่เพียงแต่ในสัตว์และพืชหลายชนิดเท่านั้น แต่ยังรวมถึงในอวกาศและการบินด้วย ในอวกาศไม่มีตัวกลางที่ร่างกายสามารถใช้เพื่อโต้ตอบเพื่อเปลี่ยนขนาดและทิศทางของความเร็วได้ นั่นคือเหตุผลว่าทำไมจึงมีเพียงจรวดเท่านั้นที่สามารถใช้บินในอวกาศที่ไม่มีอากาศได้

ในปัจจุบัน เครื่องยนต์ไอพ่นถูกนำมาใช้อย่างแข็งขันในชีวิตประจำวัน ธรรมชาติ และเทคโนโลยี ไม่ใช่เรื่องลึกลับอีกต่อไปเหมือนแต่ก่อน อย่างไรก็ตาม มนุษยชาติไม่ควรหยุดอยู่แค่นั้น ขอบเขตใหม่อยู่ข้างหน้า ฉันอยากจะเชื่อว่าการเคลื่อนที่ของไอพ่นในธรรมชาติและเทคโนโลยีตามที่อธิบายไว้สั้น ๆ ในบทความนี้ จะเป็นแรงบันดาลใจให้ใครบางคนค้นพบสิ่งใหม่ ๆ

งานทำโดย:

นักเรียน 10 เคแอล

ซาดอฟ ดิมิทรี

แรงขับเจ็ท- การเคลื่อนไหวที่เกิดขึ้นเมื่อส่วนใดส่วนหนึ่งถูกแยกออกจากร่างกายด้วยความเร็วที่กำหนด

แรงปฏิกิริยาเกิดขึ้นโดยไม่มีปฏิสัมพันธ์กับวัตถุภายนอก

การประยุกต์ระบบขับเคลื่อนด้วยไอพ่นในเทคโนโลยี

แนวคิดในการใช้จรวดสำหรับการบินอวกาศถูกเสนอเมื่อต้นศตวรรษนี้โดยนักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซีย Konstantin Eduardovich Tsiolkovsky ในปี 1903 บทความของครูโรงยิม Kaluga เรื่อง "การสำรวจอวกาศโลกโดยใช้เครื่องเจ็ท" ปรากฏในสิ่งพิมพ์ งานนี้มีสมการทางคณิตศาสตร์ที่สำคัญที่สุดสำหรับอวกาศ ซึ่งปัจจุบันรู้จักกันในชื่อ "สูตร Tsiolkovsky" ซึ่งอธิบายการเคลื่อนที่ของวัตถุที่มีมวลแปรผัน ต่อจากนั้นเขาได้พัฒนาการออกแบบเครื่องยนต์จรวดเชื้อเพลิงเหลว เสนอการออกแบบจรวดแบบหลายขั้นตอน และแสดงแนวคิดเกี่ยวกับความเป็นไปได้ในการสร้างเมืองอวกาศทั้งหมดในวงโคจรโลกต่ำ เขาแสดงให้เห็นว่าอุปกรณ์เดียวที่สามารถเอาชนะแรงโน้มถ่วงได้คือจรวดนั่นคืออุปกรณ์ที่มี เครื่องยนต์ไอพ่นโดยใช้เชื้อเพลิงและออกซิไดเซอร์ที่อยู่บนตัวอุปกรณ์เอง

เครื่องยนต์ไอพ่นเป็นเครื่องยนต์ที่แปลงพลังงานเคมีของเชื้อเพลิงให้เป็นพลังงานจลน์ของไอพ่นก๊าซ ในขณะที่เครื่องยนต์ได้รับความเร็วในทิศทางตรงกันข้าม

แนวคิดนี้ถูกนำไปใช้โดยนักวิทยาศาสตร์โซเวียตภายใต้การนำของนักวิชาการ Sergei Pavlovich Korolev ดาวเทียมโลกเทียมดวงแรกในประวัติศาสตร์เปิดตัวด้วยจรวดในสหภาพโซเวียตเมื่อวันที่ 4 ตุลาคม 2500

หลักการขับเคลื่อนด้วยไอพ่นถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลาย การประยุกต์ใช้จริงในการบินและอวกาศ ในอวกาศไม่มีตัวกลางที่ร่างกายสามารถโต้ตอบได้ และด้วยเหตุนี้จึงเปลี่ยนทิศทางและขนาดของความเร็ว ดังนั้น มีเพียงเครื่องบินเจ็ตเท่านั้น เช่น จรวด เท่านั้นที่สามารถใช้สำหรับการบินอวกาศได้

อุปกรณ์จรวด

การเคลื่อนที่ของจรวดเป็นไปตามกฎการอนุรักษ์โมเมนตัม หาก ณ จุดใดจุดหนึ่งวัตถุใดถูกโยนออกจากจรวด ก็จะได้รับแรงกระตุ้นเดียวกัน แต่พุ่งไปในทิศทางตรงกันข้าม

https://pandia.ru/text/80/073/images/image004_6.jpg" width="172 height=184" height="184">

ปลาหมึกยักษ์

ปลาหมึก

แมงกะพรุน

ปลาหมึกก็เหมือนกับปลาหมึกส่วนใหญ่ เคลื่อนที่ในน้ำในลักษณะดังต่อไปนี้ เธอนำน้ำเข้าไปในช่องเหงือกผ่านช่องด้านข้างและช่องทางพิเศษที่อยู่ด้านหน้าลำตัว จากนั้นจึงพ่นกระแสน้ำผ่านช่องทางอย่างกระตือรือร้น ปลาหมึกจะเคลื่อนท่อกรวยไปทางด้านข้างหรือด้านหลัง และเมื่อบีบน้ำออกมาอย่างรวดเร็ว ก็สามารถเคลื่อนที่ไปในทิศทางต่างๆ ได้

การเคลื่อนที่ของไอพ่นยังสามารถพบได้ในโลกของพืช ตัวอย่างเช่นผลสุกของ "แตงกวาบ้า" ด้วยการสัมผัสเพียงเล็กน้อยก็เด้งออกจากก้านและของเหลวเหนียวที่มีเมล็ดก็ถูกโยนออกจากหลุมที่เกิดขึ้นอย่างแรง แตงกวาบินไปในทิศทางตรงกันข้ามสูงถึง 12 เมตร

เมื่อรู้กฎการอนุรักษ์โมเมนตัมแล้ว คุณสามารถเปลี่ยนความเร็วในการเคลื่อนที่ของคุณเองในที่โล่งได้ หากคุณอยู่ในเรือและมีก้อนหินหนักหลายก้อน การขว้างก้อนหินไปในทิศทางที่กำหนดจะทำให้คุณเคลื่อนไปในทิศทางตรงกันข้าม สิ่งเดียวกันนี้จะเกิดขึ้นในอวกาศ แต่ที่นั่นพวกเขาใช้เครื่องยนต์ไอพ่นเพื่อสิ่งนี้

ทุกคนรู้ดีว่ากระสุนจากปืนนั้นมาพร้อมกับการหดตัว ถ้าน้ำหนักกระสุนเท่ากับน้ำหนักปืน พวกมันก็จะแยกออกจากกันด้วยความเร็วเท่ากัน การหดตัวเกิดขึ้นเนื่องจากมวลของก๊าซที่ถูกปล่อยออกมาจะสร้างแรงปฏิกิริยา ซึ่งทำให้มั่นใจได้ถึงการเคลื่อนไหวทั้งในอากาศและในพื้นที่ที่ไม่มีอากาศ และยิ่งมวลและความเร็วของก๊าซไหลมากเท่าไร ความแข็งแกร่งอันยิ่งใหญ่ไหล่ของเรารู้สึกถึงแรงถีบกลับ ยิ่งปฏิกิริยาของปืนยิ่งแรง แรงปฏิกิริยาก็ยิ่งมากขึ้นเท่านั้น

การขับเคลื่อนด้วยไอพ่นในธรรมชาติและเทคโนโลยี

บทคัดย่อทางฟิสิกส์

แรงปฏิกิริยาเกิดขึ้นโดยไม่มีปฏิสัมพันธ์กับวัตถุภายนอก

การใช้แรงขับเจ็ทในธรรมชาติ

พวกเราหลายคนในชีวิตของเราต้องเผชิญกับแมงกะพรุนขณะว่ายน้ำในทะเล ไม่ว่าในกรณีใดในทะเลดำก็มีเพียงพอแล้ว แต่มีน้อยคนที่คิดว่าแมงกะพรุนใช้แรงขับไอพ่นในการเคลื่อนที่ด้วย นอกจากนี้ยังเป็นวิธีที่ตัวอ่อนของแมลงปอและแพลงก์ตอนทะเลบางชนิดเคลื่อนที่ด้วย และบ่อยครั้งประสิทธิภาพของสัตว์ที่ไม่มีกระดูกสันหลังในทะเลเมื่อใช้เครื่องยนต์ไอพ่นจะสูงกว่าสิ่งประดิษฐ์ทางเทคโนโลยีมาก

หอยหลายชนิดใช้การขับเคลื่อนด้วยไอพ่น - ปลาหมึกยักษ์, ปลาหมึก, ปลาหมึก ตัวอย่างเช่น หอยเชลล์ทะเลเคลื่อนที่ไปข้างหน้าเนื่องจากแรงปฏิกิริยาของกระแสน้ำที่ถูกโยนออกจากเปลือกหอยระหว่างการบีบอัดวาล์วอย่างแหลมคม

ปลาหมึกยักษ์

ปลาหมึก

ปลาหมึกก็เหมือนกับปลาหมึกส่วนใหญ่ เคลื่อนที่ในน้ำในลักษณะต่อไปนี้ เธอนำน้ำเข้าไปในช่องเหงือกผ่านช่องด้านข้างและช่องทางพิเศษที่อยู่ด้านหน้าลำตัว จากนั้นจึงพ่นกระแสน้ำผ่านช่องทางอย่างกระตือรือร้น ปลาหมึกจะเคลื่อนท่อกรวยไปทางด้านข้างหรือด้านหลัง และเมื่อบีบน้ำออกมาอย่างรวดเร็ว ก็สามารถเคลื่อนที่ไปในทิศทางต่างๆ ได้

Salpa เป็นสัตว์ทะเลที่มีลำตัวโปร่งใส เมื่อเคลื่อนไหว มันจะรับน้ำผ่านช่องเปิดด้านหน้า และน้ำจะเข้าสู่ช่องกว้าง ซึ่งภายในเหงือกจะยืดออกแนวทแยงมุม ทันทีที่สัตว์จิบน้ำปริมาณมาก รูจะปิดลง จากนั้นกล้ามเนื้อตามยาวและตามขวางของน้ำเกลือจะหดตัว ทั่วทั้งร่างกายหดตัว และน้ำจะถูกผลักออกทางช่องเปิดด้านหลัง ปฏิกิริยาของไอพ่นที่หลบหนีจะดันซัลปาไปข้างหน้า

เครื่องยนต์ไอพ่นของปลาหมึกเป็นที่สนใจมากที่สุด ปลาหมึกเป็นสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังที่ใหญ่ที่สุดในระดับความลึกของมหาสมุทร ปลาหมึกได้รับความสมบูรณ์แบบสูงสุดในการนำทางด้วยเครื่องบินเจ็ท แม้แต่ร่างกายของพวกเขาซึ่งมีรูปแบบภายนอกก็เลียนแบบจรวดได้ (หรือดีกว่านั้นคือจรวดก็เลียนแบบปลาหมึกเพราะมันมีลำดับความสำคัญที่เถียงไม่ได้ในเรื่องนี้) เมื่อเคลื่อนที่ช้าๆ ปลาหมึกจะใช้ครีบรูปเพชรขนาดใหญ่ซึ่งจะโค้งงอเป็นระยะๆ มันใช้เครื่องยนต์ไอพ่นเพื่อขว้างอย่างรวดเร็ว เนื้อเยื่อของกล้ามเนื้อ - เสื้อคลุมล้อมรอบตัวหอยทุกด้าน ปริมาตรของโพรงนั้นเกือบครึ่งหนึ่งของปริมาตรตัวปลาหมึก สัตว์ดูดน้ำภายในโพรงเสื้อคลุมจากนั้นก็พ่นกระแสน้ำออกมาอย่างรวดเร็วผ่านหัวฉีดแคบ ๆ แล้วเคลื่อนที่ไปข้างหลังด้วยการผลักความเร็วสูง ในเวลาเดียวกัน หนวดปลาหมึกทั้งสิบหนวดก็รวมตัวกันเป็นปมเหนือหัว และมีรูปร่างเพรียวบาง หัวฉีดมีวาล์วพิเศษและกล้ามเนื้อสามารถหมุนได้เพื่อเปลี่ยนทิศทางการเคลื่อนที่ เครื่องยนต์ปลาหมึกประหยัดมาก สามารถทำความเร็วได้ถึง 60 - 70 กม./ชม. (นักวิจัยบางคนเชื่อว่าสูงถึง 150 กม./ชม.!) ไม่น่าแปลกใจเลยที่ปลาหมึกถูกเรียกว่า "ตอร์ปิโดที่มีชีวิต" โดยการงอหนวดที่มัดไว้ไปทางขวา ซ้าย ขึ้นหรือลง ปลาหมึกจะหันไปทางใดทางหนึ่ง เนื่องจากพวงมาลัยดังกล่าวมีขนาดใหญ่มากเมื่อเทียบกับตัวสัตว์ การเคลื่อนไหวเพียงเล็กน้อยก็เพียงพอแล้วสำหรับปลาหมึกแม้จะใช้ความเร็วเต็มที่ก็สามารถหลบเลี่ยงการชนกับสิ่งกีดขวางได้อย่างง่ายดาย การหมุนพวงมาลัยอย่างแหลมคม - และนักว่ายน้ำก็รีบไปในทิศทางตรงกันข้าม เขาจึงงอปลายกรวยไปด้านหลังแล้วจึงเลื่อนศีรษะไปก่อน เขางอมันไปทางขวา - และเครื่องบินเจ็ทก็ผลักเขาไปทางซ้าย แต่เมื่อคุณต้องการว่ายน้ำอย่างรวดเร็ว กรวยจะยื่นออกมาระหว่างหนวดเสมอ และปลาหมึกจะวิ่งหางก่อน เช่นเดียวกับกุ้งเครย์ฟิชวิ่ง - ผู้เดินเร็วมีความคล่องตัวเหมือนนักแข่ง

หากไม่จำเป็นต้องเร่งรีบปลาหมึกและปลาหมึกจะว่ายน้ำโดยมีครีบเป็นลูกคลื่น - คลื่นขนาดเล็กไหลผ่านพวกมันจากด้านหน้าไปด้านหลังและสัตว์ก็เหินอย่างสง่างามบางครั้งก็ดันตัวเองด้วยกระแสน้ำที่ถูกโยนออกมาจากใต้เสื้อคลุม จากนั้นแรงกระแทกแต่ละตัวที่หอยได้รับในขณะที่พ่นน้ำจะมองเห็นได้ชัดเจน ปลาหมึกบางชนิดสามารถเข้าถึงความเร็วได้ถึงห้าสิบห้ากิโลเมตรต่อชั่วโมง ดูเหมือนว่าไม่มีใครทำการวัดโดยตรง แต่สามารถตัดสินได้จากความเร็วและระยะการบินของปลาหมึกบิน และปรากฎว่าปลาหมึกมีความสามารถเช่นนี้ในครอบครัว! นักบินที่ดีที่สุดในบรรดาหอยคือ Stenoteuthis ปลาหมึก ลูกเรือชาวอังกฤษเรียกมันว่าปลาหมึกบิน (“ปลาหมึกบิน”) นี่เป็นสัตว์ตัวเล็กขนาดเท่าปลาเฮอริ่ง มันไล่ล่าปลาด้วยความเร็วจนมักจะกระโดดขึ้นจากน้ำ โฉบเหนือผิวน้ำเหมือนลูกศร เขาใช้เคล็ดลับนี้เพื่อช่วยชีวิตเขาจากสัตว์นักล่า - ปลาทูน่าและปลาแมคเคอเรล หลังจากพัฒนาแรงขับเจ็ทสูงสุดในน้ำแล้ว ปลาหมึกนักบินก็บินขึ้นไปในอากาศและบินข้ามคลื่นเป็นระยะทางมากกว่าห้าสิบเมตร สุดยอดของการบินของจรวดที่มีชีวิตอยู่สูงเหนือน้ำจนปลาหมึกบินมักจะไปจบลงบนดาดฟ้าเรือเดินทะเล สี่ถึงห้าเมตรไม่ใช่ความสูงเป็นประวัติการณ์ที่ปลาหมึกจะลอยขึ้นสู่ท้องฟ้า บางครั้งพวกเขาก็บินได้สูงกว่านี้

ดร. รีส นักวิจัยหอยชาวอังกฤษอธิบายไว้ในบทความทางวิทยาศาสตร์ว่าปลาหมึก (ยาวเพียง 16 เซนติเมตร) ซึ่งเมื่อบินไปในอากาศเป็นระยะทางพอสมควรก็ตกลงบนสะพานเรือยอชท์ซึ่งสูงขึ้นเหนือน้ำเกือบเจ็ดเมตร

มันเกิดขึ้นที่ปลาหมึกบินจำนวนมากตกลงบนเรือเป็นน้ำตกที่แวววาว นักเขียนโบราณ Trebius Niger เคยเล่าเรื่องราวที่น่าเศร้าเกี่ยวกับเรือลำหนึ่งที่ถูกกล่าวหาว่าจมลงด้วยน้ำหนักของปลาหมึกบินที่ตกลงบนดาดฟ้าเรือ ปลาหมึกสามารถบินขึ้นได้โดยไม่ต้องเร่งความเร็ว

ปลาหมึกยักษ์ก็บินได้ นักธรรมชาติวิทยาชาวฝรั่งเศส Jean Verani เห็นว่าปลาหมึกยักษ์ธรรมดาเร่งความเร็วในตู้ปลาได้อย่างไร และจู่ๆ ก็กระโดดขึ้นจากน้ำไปข้างหลัง หลังจากบรรยายถึงส่วนโค้งที่ยาวประมาณห้าเมตรในอากาศ เขาก็กลับเข้าไปในพิพิธภัณฑ์สัตว์น้ำ เมื่อเพิ่มความเร็วในการกระโดด ปลาหมึกยักษ์ไม่เพียงเคลื่อนที่เนื่องจากแรงผลักดันเท่านั้น แต่ยังพายเรือด้วยหนวดอีกด้วย
แน่นอนว่าปลาหมึกยักษ์ว่ายน้ำแย่กว่าปลาหมึก แต่ในช่วงเวลาวิกฤติ พวกมันสามารถแสดงสถิติของนักวิ่งที่เก่งที่สุดได้ เจ้าหน้าที่พิพิธภัณฑ์สัตว์น้ำแคลิฟอร์เนียพยายามถ่ายภาพปลาหมึกที่กำลังโจมตีปู ปลาหมึกยักษ์รีบไปหาเหยื่อด้วยความเร็วจนฟิล์มแม้จะถ่ายทำด้วยความเร็วสูงสุด แต่ก็ยังมีจาระบีอยู่เสมอ ซึ่งหมายความว่าการขว้างกินเวลาเป็นร้อยวินาที! โดยปกติแล้ว หมึกยักษ์จะว่ายค่อนข้างช้า Joseph Seinl ผู้ศึกษาการอพยพของปลาหมึกยักษ์ คำนวณว่า ปลาหมึกยักษ์ขนาดครึ่งเมตรว่ายผ่านทะเลด้วยความเร็วเฉลี่ยประมาณ 15 กิโลเมตรต่อชั่วโมง น้ำแต่ละสายที่ถูกโยนออกจากกรวยจะดันไปข้างหน้า (หรือค่อนข้างจะถอยหลังเนื่องจากปลาหมึกยักษ์ว่ายไปข้างหลัง) เป็นระยะทางสองถึงสองเมตรครึ่ง

เมื่อรู้กฎการอนุรักษ์โมเมนตัมแล้ว คุณสามารถเปลี่ยนความเร็วในการเคลื่อนที่ของคุณเองในที่โล่งได้ หากคุณอยู่ในเรือและมีก้อนหินหนักหลายก้อน การขว้างก้อนหินไปในทิศทางที่กำหนดจะทำให้คุณเคลื่อนไปในทิศทางตรงกันข้าม สิ่งเดียวกันจะเกิดขึ้นในอวกาศ แต่ที่นั่นพวกเขาใช้เครื่องยนต์ไอพ่นเพื่อสิ่งนี้

ทุกคนรู้ดีว่ากระสุนจากปืนนั้นมาพร้อมกับการหดตัว ถ้าน้ำหนักกระสุนเท่ากับน้ำหนักปืน พวกมันก็จะบินออกจากกันด้วยความเร็วเท่ากัน การหดตัวเกิดขึ้นเนื่องจากมวลของก๊าซที่ถูกปล่อยออกมาจะสร้างแรงปฏิกิริยา ซึ่งทำให้มั่นใจได้ถึงการเคลื่อนไหวทั้งในอากาศและในพื้นที่ที่ไม่มีอากาศ และยิ่งมวลและความเร็วของก๊าซที่ไหลมากเท่าไร แรงถีบกลับของไหล่ของเราก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น ปฏิกิริยาของปืนก็จะยิ่งแข็งแกร่งขึ้น แรงปฏิกิริยาก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น

การประยุกต์ระบบขับเคลื่อนด้วยไอพ่นในเทคโนโลยี

เป็นเวลาหลายศตวรรษแล้วที่มนุษยชาติใฝ่ฝันที่จะได้บินในอวกาศ นักเขียนนิยายวิทยาศาสตร์ได้เสนอวิธีการต่างๆ มากมายเพื่อให้บรรลุเป้าหมายนี้ ในศตวรรษที่ 17 เรื่องราวของนักเขียนชาวฝรั่งเศส Cyrano de Bergerac เกี่ยวกับการบินไปดวงจันทร์ปรากฏขึ้น พระเอกของเรื่องนี้ไปถึงดวงจันทร์ด้วยเกวียนเหล็กซึ่งเขาขว้างแม่เหล็กอันแรงกล้าอยู่ตลอดเวลา เกวียนนั้นดึงดูดเขาให้สูงขึ้นเรื่อยๆ เหนือพื้นโลกจนกระทั่งไปถึงดวงจันทร์ และบารอน Munchausen กล่าวว่าเขาปีนขึ้นไปบนดวงจันทร์ตามก้านถั่ว

ในตอนท้ายของสหัสวรรษแรก จีนได้คิดค้นระบบขับเคลื่อนด้วยไอพ่นซึ่งขับเคลื่อนจรวด - หลอดไม้ไผ่ที่เต็มไปด้วยดินปืน พวกมันยังถูกใช้เพื่อความสนุกสนานอีกด้วย หนึ่งในโครงการรถยนต์แรกๆ ก็คือเครื่องยนต์ไอพ่นเช่นกัน และโครงการนี้เป็นของนิวตัน

แนวคิดในการใช้จรวดสำหรับการบินอวกาศถูกเสนอเมื่อต้นศตวรรษนี้โดยนักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซีย Konstantin Eduardovich Tsiolkovsky ในปี 1903 บทความของครูโรงยิม Kaluga K.E. ปรากฏในสิ่งพิมพ์ Tsiolkovsky "การสำรวจอวกาศโลกโดยใช้เครื่องมือที่มีปฏิกิริยา" งานนี้มีสมการทางคณิตศาสตร์ที่สำคัญที่สุดสำหรับอวกาศ ซึ่งปัจจุบันรู้จักกันในชื่อ "สูตร Tsiolkovsky" ซึ่งอธิบายการเคลื่อนที่ของวัตถุที่มีมวลแปรผัน ต่อจากนั้นเขาได้พัฒนาการออกแบบเครื่องยนต์จรวดเชื้อเพลิงเหลว เสนอการออกแบบจรวดแบบหลายขั้นตอน และแสดงแนวคิดเกี่ยวกับความเป็นไปได้ในการสร้างเมืองอวกาศทั้งหมดในวงโคจรโลกต่ำ เขาแสดงให้เห็นว่าอุปกรณ์เดียวที่สามารถเอาชนะแรงโน้มถ่วงได้คือจรวดนั่นคือ อุปกรณ์ที่มีเครื่องยนต์ไอพ่นที่ใช้เชื้อเพลิงและออกซิไดเซอร์ที่อยู่บนตัวอุปกรณ์

แนวคิดของ K.E. Tsiolkovsky ดำเนินการโดยนักวิทยาศาสตร์โซเวียตภายใต้การนำของนักวิชาการ Sergei Pavlovich Korolev ดาวเทียมโลกเทียมดวงแรกในประวัติศาสตร์เปิดตัวด้วยจรวดในสหภาพโซเวียตเมื่อวันที่ 4 ตุลาคม 2500

หลักการของการขับเคลื่อนด้วยไอพ่นพบการใช้งานจริงในวงกว้างในการบินและอวกาศ ในอวกาศไม่มีตัวกลางที่ร่างกายสามารถโต้ตอบได้ และด้วยเหตุนี้จึงเปลี่ยนทิศทางและขนาดของความเร็ว ดังนั้น มีเพียงเครื่องบินเจ็ตเท่านั้น เช่น จรวด เท่านั้นที่สามารถใช้สำหรับการบินอวกาศได้

อุปกรณ์จรวด

จรวดใด ๆ โดยไม่คำนึงถึงการออกแบบมักจะมีเปลือกและเชื้อเพลิงที่มีตัวออกซิไดเซอร์เสมอ เปลือกจรวดประกอบด้วยน้ำหนักบรรทุก (ในกรณีนี้คือยานอวกาศ) ห้องอุปกรณ์ และเครื่องยนต์ (ห้องเผาไหม้ ปั๊ม ฯลฯ)

มวลหลักของจรวดคือเชื้อเพลิงที่มีตัวออกซิไดเซอร์ (จำเป็นต้องใช้ตัวออกซิไดเซอร์เพื่อรักษาการเผาไหม้เชื้อเพลิงเนื่องจากไม่มีออกซิเจนในอวกาศ)

เชื้อเพลิงและออกซิไดเซอร์จะถูกส่งไปยังห้องเผาไหม้โดยใช้ปั๊ม เมื่อเชื้อเพลิงถูกเผาไหม้จะกลายเป็นก๊าซที่มีอุณหภูมิสูงและความดันสูง เนื่องจากความแตกต่างของความดันอย่างมากในห้องเผาไหม้และในอวกาศ ก๊าซจากห้องเผาไหม้จึงพุ่งออกมาเป็นไอพ่นอันทรงพลังผ่านช่องรูปทรงพิเศษที่เรียกว่าหัวฉีด วัตถุประสงค์ของหัวฉีดคือเพื่อเพิ่มความเร็วของเจ็ท

ก่อนที่จรวดจะปล่อย โมเมนตัมของมัน เท่ากับศูนย์- อันเป็นผลมาจากปฏิสัมพันธ์ของก๊าซในห้องเผาไหม้และส่วนอื่น ๆ ทั้งหมดของจรวด ก๊าซที่หลบหนีผ่านหัวฉีดจะได้รับแรงกระตุ้นบางอย่าง จรวดเป็นระบบปิด และโมเมนตัมรวมของมันจะต้องเป็นศูนย์หลังการปล่อย ดังนั้นเปลือกจรวดทั้งหมดที่อยู่ในนั้นจะได้รับแรงกระตุ้นที่มีขนาดเท่ากันกับแรงกระตุ้นของก๊าซ แต่มีทิศทางตรงกันข้าม

ส่วนที่ใหญ่ที่สุดของจรวดซึ่งมีไว้สำหรับการเปิดตัวและการเร่งความเร็วของจรวดทั้งหมดเรียกว่าระยะแรก เมื่อจรวดขนาดใหญ่ระยะแรกหลายขั้นใช้เชื้อเพลิงสำรองทั้งหมดหมดในระหว่างการเร่งความเร็ว มันจะแยกตัวออกจากกัน การเร่งความเร็วต่อไปจะดำเนินต่อไปในขั้นที่สอง ซึ่งมีมวลน้อยกว่า และจะเพิ่มความเร็วให้กับความเร็วที่ทำได้ก่อนหน้านี้ด้วยความช่วยเหลือของขั้นแรก จากนั้นจึงแยกออกจากกัน ขั้นตอนที่สามยังคงเพิ่มความเร็วต่อไปตามค่าที่ต้องการและส่งน้ำหนักบรรทุกขึ้นสู่วงโคจร

บุคคลแรกที่บินไปในอวกาศคือพลเมือง สหภาพโซเวียตยูริ อเล็กเซวิช กาการิน 12 เมษายน 2504 เขาโคจรรอบโลกด้วยดาวเทียมวอสตอค

จรวดของโซเวียตเป็นจรวดกลุ่มแรกที่ไปถึงดวงจันทร์ โคจรรอบดวงจันทร์และถ่ายภาพด้านที่มองไม่เห็นจากโลก และเป็นจรวดกลุ่มแรกที่ไปถึงดาวศุกร์และส่งเครื่องมือทางวิทยาศาสตร์ขึ้นสู่พื้นผิว ในปี พ.ศ. 2529 ยานอวกาศโซเวียตสองลำ เวกา 1 และเวกา 2 ได้สำรวจดาวหางฮัลเลย์อย่างใกล้ชิด ซึ่งเข้าใกล้ดวงอาทิตย์ทุกๆ 76 ปี

ระบบ. เทคนิคการออกกำลังกาย ผลลัพธ์ตามเป้าหมาย ความเคลื่อนไหวไม่ขึ้นอยู่...พลังสุขภาพ ธรรมชาติพลังด้านสุขภาพ ธรรมชาติมีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญ... โดยการรวมกันของแรงเฉื่อย ปฏิกิริยาและการเกร็งของกล้ามเนื้อแบบเข้มข้น...

ปัจจุบันนี้ ผู้คนส่วนใหญ่เชื่อมโยงระบบขับเคลื่อนด้วยไอพ่นกับการพัฒนาทางวิทยาศาสตร์และทางเทคนิคล่าสุดเป็นหลัก จากตำราฟิสิกส์เรารู้ว่า "ปฏิกิริยา" เราหมายถึงการเคลื่อนไหวที่เกิดขึ้นอันเป็นผลมาจากการแยกส่วนใดส่วนหนึ่งของวัตถุออกจากวัตถุ (ร่างกาย) มนุษย์ต้องการที่จะขึ้นไปบนท้องฟ้าสู่ดวงดาว เขาพยายามที่จะบิน แต่เขาสามารถบรรลุความฝันของเขาได้ก็ต่อเมื่อมีเครื่องบินเจ็ตและเครื่องบินทีละขั้นตอนเท่านั้น ยานอวกาศ, สามารถเดินทางในระยะทางอันกว้างใหญ่, เร่งความเร็วด้วยความเร็วเหนือเสียงด้วยเครื่องยนต์ไอพ่นสมัยใหม่ที่ติดตั้งอยู่ นักออกแบบและวิศวกรกำลังพัฒนาความเป็นไปได้ในการใช้ระบบขับเคลื่อนด้วยไอพ่นในเครื่องยนต์ นักเขียนนิยายวิทยาศาสตร์ก็ไม่ได้ยืนเฉยโดยเสนอแนวคิดและวิธีที่น่าทึ่งที่สุดในการบรรลุเป้าหมายนี้ น่าแปลกที่หลักการเคลื่อนไหวนี้แพร่หลายในสัตว์ป่า เพียงมองไปรอบ ๆ คุณจะสังเกตเห็นผู้อยู่อาศัยในทะเลและพื้นดินซึ่งมีพืชอยู่ซึ่งพื้นฐานของการเคลื่อนไหวคือหลักปฏิกิริยา

เรื่องราว

แม้กระทั่งในสมัยโบราณ นักวิทยาศาสตร์ได้ศึกษาและวิเคราะห์ด้วยความสนใจเกี่ยวกับปรากฏการณ์ที่เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนที่ของไอพ่นในธรรมชาติ หนึ่งในคนกลุ่มแรกๆ ที่ยืนยันและอธิบายแก่นแท้ของมันคือ Heron ซึ่งเป็นช่างเครื่องและนักทฤษฎี กรีกโบราณผู้คิดค้นเครื่องจักรไอน้ำเครื่องแรกที่ตั้งชื่อตามเขา ชาวจีนสามารถค้นพบการประยุกต์ใช้วิธีปฏิกิริยาปฏิกิริยาได้จริง พวกเขาเป็นคนแรกที่ใช้พื้นฐานของวิธีการเคลื่อนย้ายปลาหมึกและปลาหมึกยักษ์เพื่อประดิษฐ์จรวดในศตวรรษที่ 13 พวกมันถูกใช้ในดอกไม้ไฟ ซึ่งสร้างความประทับใจอย่างมาก และยังใช้เป็นพลุสัญญาณ และอาจเป็นขีปนาวุธทางทหารที่ใช้เป็นปืนใหญ่จรวด เมื่อเวลาผ่านไปเทคโนโลยีนี้เข้ามาสู่ยุโรป

ผู้บุกเบิกยุคใหม่คือ N. Kibalchich ผู้ออกแบบเครื่องบินต้นแบบที่มีเครื่องยนต์ไอพ่น เขาเป็นนักประดิษฐ์ที่โดดเด่นและเป็นนักปฏิวัติที่เชื่อมั่น ซึ่งเขาถูกจำคุก ขณะที่อยู่ในคุกเขาสร้างประวัติศาสตร์ด้วยการสร้างโครงการของเขา หลังจากการประหารชีวิตในกิจกรรมการปฏิวัติที่แข็งขันและพูดต่อต้านสถาบันกษัตริย์ สิ่งประดิษฐ์ของเขาก็ถูกลืมไปบนชั้นวางเอกสารสำคัญ หลังจากนั้นไม่นาน K. Tsiolkovsky ก็สามารถปรับปรุงแนวคิดของ Kibalchich ได้ โดยพิสูจน์ความเป็นไปได้ในการสำรวจอวกาศรอบนอกผ่านการขับเคลื่อนยานอวกาศแบบปฏิกิริยา

ต่อมาในสมัยมหาราช สงครามรักชาติ Katyushas ที่มีชื่อเสียงและระบบปืนใหญ่จรวดภาคสนามปรากฏขึ้น นี่คือชื่อที่น่ารักซึ่งผู้คนเรียกอย่างไม่เป็นทางการว่าเป็นสถานที่ปฏิบัติงานนอกชายฝั่งอันทรงพลังที่กองกำลังล้าหลังใช้ ไม่มีใครทราบแน่ชัดว่าทำไมอาวุธจึงได้รับชื่อนี้ เหตุผลก็คือความนิยมในเพลงของ Blanter หรือตัวอักษร "K" บนตัวครก เมื่อเวลาผ่านไป ทหารแนวหน้าเริ่มตั้งชื่อเล่นให้กับอาวุธอื่น ๆ ดังนั้นจึงเกิดขึ้น ประเพณีใหม่- ชาวเยอรมันทำการรบครั้งนี้ เครื่องยิงจรวดเรียกว่า "อวัยวะของสตาลิน" สำหรับ รูปร่างซึ่งทำให้นึกถึง เครื่องดนตรีและเสียงแหลมที่มาจากการปล่อยจรวด

ฟลอรา

ตัวแทนของสัตว์ต่างๆ ก็ใช้กฎการขับเคลื่อนด้วยเครื่องบินไอพ่นด้วย ส่วนใหญ่พืชที่มีคุณสมบัติดังกล่าวเป็นไม้ยืนต้นและไม้ยืนต้น: ปลาคาร์พมีหนาม, จอบเท้าจอบทั่วไป, แก่นไม้พุ่ม, ปิกุลนิกสองท่อน, เมอแรงค์สามเส้น

แตงกวาเต็มไปด้วยหนามหรือที่เรียกว่าแตงกวาบ้าเป็นของตระกูลฟักทอง พืชชนิดนี้มีขนาดใหญ่ มีรากหนา ลำต้นหยาบและมีใบขนาดใหญ่ เติบโตในเอเชียกลาง ทะเลเมดิเตอร์เรเนียน คอเคซัส และพบได้ทั่วไปทางตอนใต้ของรัสเซียและยูเครน ภายในผลไม้ในช่วงที่เมล็ดสุกจะถูกเปลี่ยนเป็นเมือกซึ่งเริ่มหมักและปล่อยก๊าซภายใต้อิทธิพลของอุณหภูมิ เมื่อใกล้สุก ความดันภายในผลไม้จะสูงถึง 8 บรรยากาศ จากนั้นเพียงสัมผัสเบาๆ ผลไม้ก็จะหลุดออกจากโคน และเมล็ดที่มีของเหลวจะลอยออกมาจากผลด้วยความเร็ว 10 เมตร/วินาที เนื่องจากความสามารถในการยิงได้ยาว 12 ม. ต้นไม้จึงถูกเรียกว่า "ปืนพกผู้หญิง"

แก่นไม้ Impatiens เป็นไม้ประจำปีที่แพร่หลาย ตามกฎแล้วจะพบได้ในป่าอันร่มรื่นริมฝั่งแม่น้ำ ครั้งหนึ่งในภาคตะวันออกเฉียงเหนือ ทวีปอเมริกาเหนือและแอฟริกาใต้ก็หยั่งรากได้สำเร็จ Touch-me-not ขยายพันธุ์ด้วยเมล็ด เมล็ดของต้นเทียนมีขนาดเล็กมีน้ำหนักไม่เกิน 5 มก. ซึ่งถูกโยนออกไปที่ระยะ 90 ซม. ด้วยวิธีการกระจายเมล็ดนี้ทำให้พืชได้ชื่อมา

สัตว์โลก

เครื่องยนต์ไอพ่น - ข้อเท็จจริงที่น่าสนใจที่เกี่ยวข้องกับสัตว์โลก ในปลาหมึก การขับเคลื่อนด้วยไอพ่นเกิดขึ้นโดยการหายใจออกของน้ำผ่านกาลักน้ำ ซึ่งโดยปกติจะค่อยๆ เรียวลงไปยังช่องเล็กๆ เพื่อรับ ความเร็วสูงสุดหายใจออก น้ำไหลผ่านเหงือกก่อนหายใจออก บรรลุวัตถุประสงค์สองประการของการหายใจและการเคลื่อนไหว กระต่ายทะเลหรือที่รู้จักกันในชื่อหอยกาบเดี่ยว ใช้วิธีการเคลื่อนที่ที่คล้ายกัน แต่หากไม่มีอุปกรณ์ทางระบบประสาทที่ซับซ้อนของปลาหมึก พวกมันจะเคลื่อนไหวอย่างงุ่มง่ามมากขึ้น

ปลาอัศวินบางตัวยังได้พัฒนาการขับเคลื่อนด้วยไอพ่น โดยบังคับให้น้ำไหลผ่านเหงือกเพื่อส่งเสริมการเคลื่อนไหวของครีบ

ในตัวอ่อนของแมลงปอ แรงปฏิกิริยาจะเกิดขึ้นได้โดยการแทนที่น้ำจากช่องพิเศษในร่างกาย หอยเชลล์และคาร์ดิด ไซโฟโนฟอร์ เสื้อทูนิก (เช่น ปีกปลา) และแมงกะพรุนบางชนิดก็ใช้แรงขับไอพ่นเช่นกัน

โดยส่วนใหญ่หอยเชลล์จะนอนเงียบๆ ที่ก้นหอย แต่หากเกิดอันตราย มันจะปิดวาล์วเปลือกหอยอย่างรวดเร็วเพื่อดันน้ำออกมา กลไกพฤติกรรมนี้ยังพูดถึงการใช้หลักการของการเคลื่อนไหวเชิงโต้ตอบอีกด้วย ด้วยเหตุนี้ หอยเชลล์จึงสามารถลอยขึ้นและเคลื่อนที่ไปในระยะทางไกลได้โดยใช้เทคนิคการเปิด-ปิดของเปลือกหอย

ปลาหมึกยังใช้วิธีนี้ โดยดูดซับน้ำ แล้วดันผ่านช่องทางด้วยแรงมหาศาล และเคลื่อนที่ด้วยความเร็วอย่างน้อย 70 กม./ชม. การรวมหนวดเป็นปมเดียวทำให้ลำตัวของปลาหมึกมีรูปร่างเพรียวบาง วิศวกรได้ออกแบบเครื่องฉีดน้ำโดยใช้เครื่องยนต์ปลาหมึกนี้เป็นพื้นฐาน น้ำที่อยู่ในนั้นจะถูกดูดเข้าไปในห้องแล้วโยนออกทางหัวฉีด ดังนั้นเรือจึงหันไปในทิศทางตรงกันข้ามกับเครื่องบินเจ็ตที่พุ่งออกมา

เมื่อเปรียบเทียบกับปลาหมึกแล้ว ปลาเค็มใช้เครื่องยนต์ที่มีประสิทธิภาพสูงสุด โดยใช้พลังงานน้อยกว่าปลาหมึกเป็นลำดับ ซัลปาเคลื่อนที่โดยปล่อยน้ำเข้าไปในรูด้านหน้า จากนั้นจึงเข้าไปในช่องกว้างที่เหงือกยืดออก หลังจากจิบ รูจะปิดลง และด้วยความช่วยเหลือของการเกร็งกล้ามเนื้อตามยาวและตามขวางที่บีบอัดร่างกาย น้ำจะถูกปล่อยผ่านรูที่ด้านหลัง

กลไกการเคลื่อนไหวที่ผิดปกติที่สุดคือแมวทั่วไป Marcel Despres แนะนำว่าร่างกายสามารถเคลื่อนไหวและเปลี่ยนตำแหน่งได้แม้จะได้รับความช่วยเหลือเพียงอย่างเดียวก็ตาม กองกำลังภายใน(โดยไม่ได้เริ่มจากสิ่งใดหรือพึ่งพาสิ่งใดเลย) ซึ่งสรุปได้ว่ากฎของนิวตันอาจมีข้อผิดพลาดก็ได้ ข้อพิสูจน์ข้อสันนิษฐานของเขาอาจเป็นแมวที่ตกจากที่สูง หากเธอล้มลง เธอจะยังคงเหยียบอุ้งเท้าของเธอจนหมด นี่กลายเป็นสัจพจน์ไปแล้ว หลังจากถ่ายภาพการเคลื่อนไหวของแมวโดยละเอียดแล้ว เราจึงสามารถเห็นทุกอย่างที่มันทำในอากาศได้จากเฟรม เราเห็นเธอขยับอุ้งเท้า ซึ่งทำให้เกิดการตอบสนองจากร่างกายของเธอ และหันไปในทิศทางอื่นที่เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนไหวของอุ้งเท้าของเธอ ตามกฎของนิวตัน แมวก็ร่อนลงได้สำเร็จ

ในสัตว์ ทุกสิ่งทุกอย่างเกิดขึ้นที่ระดับสัญชาตญาณของมนุษย์ ในทางกลับกัน จะทำอย่างมีสติ นักว่ายน้ำมืออาชีพที่กระโดดลงมาจากหอคอยสามารถหมุนตัวในอากาศได้สามครั้งและสามารถหยุดการหมุนได้ยืดตัวในแนวตั้งอย่างเคร่งครัดแล้วดำดิ่งลงน้ำ หลักการเดียวกันนี้ใช้กับนักยิมนาสติกละครสัตว์กลางอากาศ

ไม่ว่าผู้คนจะพยายามเอาชนะธรรมชาติด้วยการปรับปรุงสิ่งประดิษฐ์ที่มันสร้างขึ้นมามากเพียงใด เราก็ยังไม่บรรลุความสมบูรณ์แบบทางเทคโนโลยีนั้น เมื่อเครื่องบินสามารถทำซ้ำการกระทำของแมลงปอได้: ลอยอยู่ในอากาศ ถอยกลับทันที หรือเคลื่อนตัวไปด้านข้าง และทั้งหมดนี้เกิดขึ้นด้วยความเร็วสูง บางทีเวลาอาจผ่านไปอีกสักหน่อย และเครื่องบิน ต้องขอบคุณการปรับเปลี่ยนตามหลักอากาศพลศาสตร์และความสามารถในการบินของแมลงปอ ทำให้สามารถเลี้ยวหักศอกได้และมีความเสี่ยงน้อยลง สภาพภายนอก- เมื่อมองดูธรรมชาติแล้ว มนุษย์ยังสามารถปรับปรุงได้มากเพื่อประโยชน์ของความก้าวหน้าทางเทคนิค

การเคลื่อนที่ของเจ็ตในธรรมชาติ"

กรอกโดยนักเรียน:

10 คลาส "เอ"

คักลิยูจินา เอคาเทรินา.

ทุกคนรู้ดีว่ากระสุนจากปืนนั้นมาพร้อมกับการหดตัว ถ้าน้ำหนักกระสุนเท่ากับน้ำหนักปืน พวกมันก็จะแยกออกจากกันด้วยความเร็วเท่ากัน การหดตัวเกิดขึ้นเนื่องจากมวลของก๊าซที่ถูกปล่อยออกมาจะสร้างแรงปฏิกิริยา ซึ่งทำให้มั่นใจได้ถึงการเคลื่อนไหวทั้งในอากาศและในพื้นที่ที่ไม่มีอากาศ และยิ่งมวลและความเร็วของก๊าซที่ไหลมากเท่าไร แรงถีบกลับของไหล่ของเราก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น ปฏิกิริยาของปืนก็จะยิ่งแข็งแกร่งขึ้น แรงปฏิกิริยาก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น

การประยุกต์ระบบขับเคลื่อนด้วยไอพ่นในเทคโนโลยี

ผู้เขียนโครงการเครื่องบินเจ็ตโครงการแรกของโลกที่มีไว้สำหรับการบินของมนุษย์คือ N.I. คิบาลชิช. เขาถูกประหารชีวิตเมื่อวันที่ 3 เมษายน พ.ศ. 2424 จากการมีส่วนร่วมในการพยายามลอบสังหารจักรพรรดิอเล็กซานเดอร์ที่ 2 เขาพัฒนาโครงการของเขาในคุกหลังจากถูกตัดสินประหารชีวิต Kibalchich เขียนว่า: “ขณะอยู่ในคุก ไม่กี่วันก่อนที่ฉันจะเสียชีวิต ฉันกำลังเขียนโครงการนี้ ฉันเชื่อในความเป็นไปได้ของความคิดของฉัน และความศรัทธานี้สนับสนุนฉันในสถานการณ์ที่เลวร้ายของฉัน... ฉันจะเผชิญกับความตายอย่างสงบ โดยรู้ว่าความคิดของฉันจะไม่ตายไปพร้อมกับฉัน” แนวคิดในการใช้จรวดสำหรับการบินอวกาศถูกเสนอเมื่อต้นศตวรรษนี้โดยนักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซีย Konstantin Eduardovich Tsiolkovsky ในปี 1903 บทความของครูโรงยิม Kaluga K.E. ปรากฏในสิ่งพิมพ์ Tsiolkovsky "การสำรวจอวกาศโลกโดยใช้เครื่องมือที่มีปฏิกิริยา" งานนี้มีสมการทางคณิตศาสตร์ที่สำคัญที่สุดสำหรับอวกาศ ซึ่งปัจจุบันรู้จักกันในชื่อ "สูตร Tsiolkovsky" ซึ่งอธิบายการเคลื่อนที่ของวัตถุที่มีมวลแปรผัน ต่อจากนั้นเขาได้พัฒนาการออกแบบเครื่องยนต์จรวดเชื้อเพลิงเหลว เสนอการออกแบบจรวดแบบหลายขั้นตอน และแสดงแนวคิดเกี่ยวกับความเป็นไปได้ในการสร้างเมืองอวกาศทั้งหมดในวงโคจรโลกต่ำ เขาแสดงให้เห็นว่าอุปกรณ์เดียวที่สามารถเอาชนะแรงโน้มถ่วงได้คือจรวดนั่นคือ อุปกรณ์ที่มีเครื่องยนต์ไอพ่นที่ใช้เชื้อเพลิงและออกซิไดเซอร์ที่อยู่บนตัวอุปกรณ์