Вспоминая серию видео "парадокс изогнутой трубки" годичной давности, приходим к выводу, что разность давлений создаётся в изогнутой части трубок, где на внешнем изгибе трубки давление выше, чем на внутреннем
Ещё пара подтверждающих фактов: 1)если бы изгибов не было, то и вращения не было бы. 2) чем ближе изгиб к оси вращения, тем медленнее раскручивается система
@@sldimaf Можно вставить прямую трубку под углом к радиусу и вращение будет. Правда, в таком случае нескомпенсированное давление будет не в трубке, а в емкости.
В детстве, чтобы лучше представить себе реактивное движение, я мысленно представлял что я в лодке отбрасываю кирпич. На себе как то понятнее, что я отталкиваюсь от некой массы. Что потом будет с кирпичом - не важно. Ударится он в стену или упадёт в воду.
Поток воды меняет направление внутри каждого изогнутого участка трубы. Изменение направления потока вызвано силой, приложенной к воде изогнутым участком трубы. Реакция потока воды на изогнутые участки трубы создает крутящий момент (момент силы), который вызывает вращение бутылки.
Вот! Да! Я с детства был уверен, что реактивный двигатель летит благодаря давлению на переднюю стенку! А мне все перечели, что тягу создаёт именно отброшенная реактивная струя.
@@TheRusGo не, это, вцелом, понятно. Просто многие не воспринимают как часть этой системы основополагающее давление на переднюю стенку. Типа струя пошла назад - ракета пошла вперёд. Всё. Больше тут ничего нет.
@@Funtik. от этого поток не перестает давить, просто давит он теперь не в заднюю стенку самого двигателя, т.к. эта сила становится скомпенсированной давлением в "боковую" стенку изгиба сопла, а давит в "верхнюю стенку" изгиба сопла, потому и движение становится вертикальным, полностью аналогично опыту в конце ролика
@@Saradon85, вот-вот, то же самое, только наоборот, часто можно встретить, к примеру, про несущий винт вертолёта. Пишут про то, что это крыло, про его профиль, про подъёмную силу, давления, закон Бернулли, забывая о том, что при всём при этом он остаётся винтом и работает отбрасывая вниз поток воздуха. Да крыло самолёта, собственно, без этого не обходится.
Мне кажется тут возникает интересный понимальный момент, противоположный обычному "один слон с разных сторон". В его духе можно было бы подумать, что объяснения через центробежную силу и гидростатическое давление столба воды равноправны, ан не совсем, внутри трубок гидростатического давления уже почти не остаётся. Скажем, если брать прямые трубки, но на конце их косо срезать, то они не будут создавать силу "гидростатическое давление на разность площадей левой и правой стенки трубки" и вода куда прямей вылетать будет.
Если провести такой опыт. Нагреваем трубку с жидкостью, но отверстия у трубки нет, вместо этого охлаждается один конец трубки до конденсации на этом конце жидкости. Молекулы пара при этом передают свою кинетическую энергию трубке. Будет ли трубка двигаться как при наличии в ней отверстия. Проведите эксперимент.
Кстати, интересно, почему ракета, в которой есть вода и сжатый воздух, летит быстрее, чем ракета, заполненная только сжатым воздухом. С т.з. закона сохранения импульса всё очевидно: масса воды гораздо больше массы того же объёма воздуха. Но вот что с силами? Видимо, сила, приложенная к задним стенкам резервуара, снижается, т.к. часть силы, приложенной к свободной поверхности воды, «затрачивается» на её разгон - в итоге равнодействующая растёт. Но может быть, я неправ. Интересно было бы это обсудить.
вы не рассказали о работе сопла Лаваля. ракету толкает два фактора - давление на переднюю стенку камеры сгорания и давление на стенки сопла . стенки сопла расположены под углом между собой , газы давят на стенки сопла под углом 90 гр. в результате, вектор тяги от работы газов направлен вперед
Нескомпенсированное давление возникает в тех местах трубок которые расположены прямо напротив выходного отверстия. Т.е. если заглянуть внутрь каждой трубки мы увидим это место внутри на изгибе трубки.
После вашего замечательного изложения материала думаю, что нескомпенсированное давление возникает на поверхности, на которую приходится проекция сопел (или сопл) трубок
Атмосферный воздух давит на зеркало воды в бутылке, а столб воды давит на стенки и (в первую очередь) на дно бутылки (РоЖеАш). Давление на зеркало воды не скомпенсировано давлением на дно со стенками бутылки, потому что вода расходуется через трубки. Разница этих давлений и заставляет вращаться бутылку. Здесь еще играет роль рычаг - расстояние среза трубочки от оси бутылки. Сережа, 33 годика.
Ценю ваш труд профессор, но хотел бы подметить один факт, я и так понимал суть работы данной технологии без объяснений, но у меня возник сейчас вопрос. Я правильно понимаю, что исходя из закона сохранения импульса, давление струи из сопла ракеты сильнее в 3 раза чем давление образующееся в противоположном направление в стенке камеры? И если это так, то получается, что габариты корпуса ракеты, камеры и сопла очень сильно расчитываются, вот здесь огромное уважение инженерам👍🏻
Что такое "давление струи из сопла ракеты"? Она ни на что не давит, она просто вылетает из сопла, и всё. Ракету разгоняет нескомпенсированное давление газов в камере сгорания на торцевую стенку этой камеры. А это нескомпенсированное давление появляется за счет того, что на другой стороне имеется сопло, в которое вылетает струя.
Вопрос к авторам ролика. Объяснение выглядит очень логично! но мне кажется есть еще один эффект. Сопло Ловаля имеет камеру, в которой давление падает, а струя ускоряется и это разгоняет ракету еще быстрее. Почему? А еще в струе ракеты видны стоячие волны давления газа струи. Похоже, что ракета еще может отталкиваться от замедляющихся газов в конце струи. Т.е. отдаляющаяся струя создает опору и между ней и ракетой увеличивается давление газов, которое толкает сопло.
Мне кажется нескомпенсированое давление образуется в районе изгибов трубок. Если от конца трубки по направлению струи провести линию, то точка,где линия упрется в изгиб турбки будет той, что я имею ввиду.
А что будет, если вставить не изогнутые трубочки, а прямые, но под углом? Я так думаю, что бутылка тоже будет вращаться, так как нескомпенсированные силы будут приложены внутри бутылки по хорде. Мне кажется, что с изогнутыми трубками аналогично, только нескомпенсированные силы будут приложены внутри трубок из-за изгибов. Интересно было бы поэксперементировать с тем, как длина, положение и радиус изгиба трубок влияли бы на скорость вращение.
Спасибо за публикацию и качество изложения, вы отлично описали первопричину, откуда берется толкающая ракету сила. И судя по комментариям многие поняли это правильно.
Принцип возникновения реактивной тяги в целом ясен, но... если сопло представляет собой длинную трубу, то на выxоде из нее давление будет меньше за счет гидравлическиx потерь на трение, значит сила тяги будет произведением давления на выxоде на площадь выxодного поперечного сечения. Отсюда и ответ на Ваш вопрос: сила тяги на выxоде трубок это произведение давления на сечение с учетом направления истечения :)
7:55 - На изгибах трубок? Вода поворачивает при столкновении со стенкой и давит на внешнюю сторону. Ещё в ракетах интересна форма сопла - оно расширяется вдоль направления реактивной струи. Если представить, что давление создаётся внутри самого сопла, то с одной стороны от камеры сгорания оно как парус, а с другой открытое окно. Если газы исходят из одной точки во все стороны равномерно, то форма сопла выбрана такой, чтобы оттолкнуться от большей части газов и при этом для каждой точки сопла направление проекции сил на ось совпадала с направлением движения. Чем-то похоже на параболическое зеркало, в фокусе которого расположена камера сгорания.
Действительно, форма сопла ракетного двигателя сделана такой, чтобы увеличить эффективность набора скорости. Однако ускорение создаётся не за счёт давления газа, а за счёт увеличения скорости его истечения. Такая форма сопла ракеты называется соплом Ловаля. Оно сделано таким образом, чтобы исходящий поток газа постоянно ускорялся. При сгорании газовая смесь ускоряется внутри сопла (до самой узкой части) с дозвуковой скоростью. В узкой части сопла скорость истечения газа околозвуковая (число Маха около 1). После узкой части скорость газа уже сверхзвуковая, что приводит к его ускорению не при сжатии, а уже при расширении. При этом во время ускорения газа его давление падает.
Давление в трубках создаётся водяным столбом , а некоменсированное давление в самой трубке на против среза выхода так называемой реактивной струи . Именно по этому бутылка начинает крутиться , та как сила нек.давления направлена не к центру бутылки и по касательной относительно цента
на 6 минуте показали типичную камеру сгорания, критическое сечение и сопло, но ничего не сказали. в камере создается максимальное давление, через критическое сечение происходит истечение рабочего тела с максимальной скоростью, а затем газ расширяется и давит уже на стенки сопла, форма и размеры которого меняются в зависимости от назначения: для 1й ступени, которая летит в плотных слоях атмосферы и для верхней, которая летит фактически в космосе, параметры существенно отличаются
Не давление раскручивает, а инерция. На изогнутых участках поток меняет направление, движется с ускорением, возникает сила реакции на трубку. А по видео - зря не развили. Не рассказали про соотношение энергия/импульс (чем выше скорость струи, тем больше теряем энергии). Про условие минимальных потерь на струю (скорость истечения относительно аппарата равна по модулю скорости движения аппарата относительно неподвижной среды). Сопло Лаваля нарисовали, но не рассказали про дополнительную силу тяги, которая возникает на расширении. В любом случае спасибо, что физику популяризируете, но как-то скромно. Не стесняйтесь)
Я бы сказал так: реактивная струя, исходящая из сопла ракеты, упирается опосредованно в стенку камеры сгорания напротив (05:25) Так как давление в камере одно, а сила тяги может быть разной 😉🤓
Неожиданный результат: ваши ролики эффективно поднимают настроение! Имеют "выраженное лечебное действие":))) Это психотерапия высшей пробы! Какими физическими законами объяснить подобное?:))) Или это - реактивная тяга?:)))
Фрагмент где в шаре зелёная стрелка находится напротив сопла -мы получаем реактивную силу противоположной стороне стрелки. А если вот внутри шара сопло продлить во внутрь шара и загнуть трубку на 90 градусов, зелёная стрелка будет находиться сбоку сопла -и очень интересно куда будет двигаться шар? )))
Вот, вроде бы, вы все логично объяснили, ссылаясь на схему (4 мин). По вашей версии сжатый воздух давит на всю поверхность внутренней стенки баллона, кроме того участка, где имеется отверстие. Отсюда и возникает неуравновешенная сила. Но, давайте проверим ваше утверждение с помощью расчета импульса, который создает воздушная струя, вылетающая в атмосферу из баллона. Предположим, что сопло в баллоне имеет площадь проходного сечения в 1 кв. см (0,0001 кв.м), при этом давление в баллоне ровно на 1 бар (100 кПа) больше атмосферного. Тогда неуравновешенная сила (реактивная сила) должна быть равна произведению избыточного давления на площадь отверстия в сопле: F = (Р1 - Ратм)*S = 10^5 * 0.0001 = 10 Н. Итак реактивная сила, по вашей версии, оказалась равна десяти Ньютонам - примерно 1 кг силы. А теперь сделаем проверочный анализ на основе закона сохранения импульса (ЗСИ). При температуре 20 градусов (Цельсия) скорость воздушной струи при перепаде давления в 1 бар равна скорости звука в воздухе при данной температуре (343 м/сек). Плотность воздуха в вылетающей струе примем равной плотности воздуха в атмосфере (Ƿ = 1,2 кг/куб.м). Массовый расход воздуха через сопло равен G = Ƿ*S*V = 1,2*0,0001*343=0,041 кг/сек. Импульс силы равен произведению массового расхода на скорость струи F = G * V = 0.0411*343 = 14.1 Н. Как видим, расхождение с результатом расчета по вашей модели составляет 40%. Это не так мало для столь простого опыта. Если верить вашему объяснению рождения реактивной силы, то придется признать несостоятельным ЗСИ. Если же верить в ЗСИ, то придется признать несостоятельным ваше объяснение. Но, как говорится, главный критерий истины - практика. Если вы проведете несложный опыт с истечением струи воздуха через сопло в атмосферу с измерением реактивной силы, то обнаружите, что реальная реактивная сила не только превышает вашу оценку (10 Н), но превышает и оценку, сделанную на основании ЗСИ. Вот тогда будет над чем поломать голову и вам и мне и зрителям вашего канала.
Искал коммент несогласных, а тут всё по полочкам уже разложено. Поддерживаю. Хотелось бы предложить ещё один эксперимент с двумя трубами (бочками, камерами). У одной вообще нет стенки и газ будет свободно покидать её, а у второй сопло в котором газ ускоряется. Площадь поверхности куда давит нескомпенсированное давление, очевидно больше в первом случае, однако эффективность движения очевидно будет выше во втором.
Объяснить это несложно: вблизи отверстия, где скорость заметная, давление на стенку становится меньше, чем в среднем по баллону. То есть эффективная площадь отверстия становится как бы больше. Ну или к силе давления на стенку на кругляшок напротив отверстия добавляется часть силы давления на стенку вокруг него.
@@ПавелКасьяненко-я2н ИИИ?????. В каком месте передаётся импульс и куда приложена сила, по вашему. Пока не понятно. Хотя давайте так. Что является движушей силой реактивного движения, 1. давление на переднюю стенку камеры сгорания.\ 2. Ускоренный отброс массы. ??? Если вы выбрали первый вариант, готов подискутировать. Если второй, то согласен с вами.
@@TheDanko75, верны оба ответа, второй - в общем, рассматривая двигатель как чёрный ящик, закон сохранения импульса, первый же раскрывает механизм взаимодействия внутри двигателя.
@@ПавелКасьяненко-я2н В вашем случае, первый ложный. Всё что происходит внутри двигателя ни какого значения не имеет. Всё что внутри системы не имеет отношения к реактивному движению. Реактивное движение, это только отброс массы(желательно ускоренный). Как только часть массы отделяется от системы, она передаёт импульс и это есть реактивное движение. Тут часто происходит подмена понятий и давление на переднюю стенку выдают за движущую силу, но это не реактивное движение. Просто подумайте об этом и всё очень быстро встанет на свои места.
Я это всегда знал и спорил , что именно стенка напротив сопла и создает давление , нескомпенсированные силы в КС РД , кстати, слово тяга здесь тоже неуместна , тянуть ,это когда тянущий на что то упирается ,правильнее для РД слово толкать , газы создают давление в КС РД и именно толкают а не тянут РД.
А что если сделать ракету скорость истечения газа из которой будет 0 м/сек КПД такой ракеты сможет приблизиться к 100% (газ толкается ракетой ровно так что он останавливается) 1)А что если мы в такой ракете поставим газ сжатый скажем до 100 атмосфер, разогреем от окружающей среды тепловым насосом он разгонится отдав часть тепла на работу(и немного охладившись) 2)А перед вылетом газов наружу мы отберем тепловым насосом тепло от выходящих газов и будем подогревать наш сжатый газ комбинированно частью от окружающей среды , а частью от тепла выходящих газов так чтобы температура выходящих газов сравнялась с температурой окружающей среды Витоге: мы получим ракету с теоретическим потолком кпд 100% которая работает от теплового насоса с кпд заведомо выше 100% , и при этом скорость вылетающих газов равна нулю ( 0 m/sec) , а температура окружающих газов равна температуре окружающей среды Итого : Часть тепла преобразовалась в движение ракеты на 100% (В теоретическом пределе в рамках данной модели) ,нигде не выделилось доп. тепла При этом само тепло мы получали с меньшими затратами ( с кпд больше 100% ) Соответственно общий КПД процесса был больше 100% Убыло ли где то энергии?(в рамках данной модели) - ну да мы отбирали тепло от окружающей среды и окружающая среда стала немного холоднее
5:50 "зеленая" :) сила действует на конце трубки (противоположно струе) , будь трубка изогнутая , прямая но под углом по отношении к радиусу или поросячий хвост завернутый по часовой стрелке а конец трубки смотрит (против часовой) как на видео.
На аэродроме Альтес лагерь Гсвг я рассказал этот принцип реактивной тяги сверхсрочнику 6 лет ремонтировал двигатели 21 мига, он очень удивился.А этот казус толкания давлением нам на техучебе рассказал выпускник Академии Жуковского полковник.В 68 г.я впервые услышал о гиперзвуковой авиации.,думал фантазирует полковник,оказывается НЕТ!
То есть, если система приходит во вращение благодаря давлению воды на стенки трубок, а не реактивному моменту возникающему при истечении из них воды, можно направить концы трубок (например) параллельно оси бутылки либо вообще "против шерсти"... И вращение должно будет продолжиться.. ?
а по поводу этой детской игрушки с трубочками как мне кажется всё довольно-таки очевидно: во-первых по видео заметно, что под конец бутылка начинает крутиться медленнее, это из-за того что та сила толкающая трубочки и равная давлению умножить на площадь поверхности, уменьшается из-за уменьшения уровня гидростатического давления, в свою очередь гидростатическое давление уменьшается из-за уменьшения уровня жидкости, вытекающей из трубочек а толкающее давление прикладывается на трубочки, потому что они изогнутые, вот в чём вся соль, трубочки не ровные, а изогнутые, если бы они были прямыми, то вода просто вытекала и всё P.s. поправьте меня, если я в чём-то был не прав, но как по мне, я рассуждал логически
В принципе надо бы, но с лодочкой конечно проблемы будут. А вот с машинкой было бы интересно. А то сам автор видео сказал типа мол от воздуха отталкивается и доказательства так же на воздухе провел. Видел видос где пылесосом тягу забирали, тоже прикольно.
Сила приложена напротив сопла, и т.к сопло не на против бутылки, то и сила приложена по касательной к центру вращения бутылки. Вот получаем вращательное движение
Ну что же, постараюсь изложить свою мысль. Реактивная тяга создается нескомпенсированным давлением “внутри трубки” А она откуда берется? Коротко: появившееся нескомпенсированное давление, создается силой(направленной в противоположную сторону течения воды), возникающей вследствие разности давления у короткой и длинной части изгиба трубочки. Более подробно: Допустим в начальной части трубки, скорость выливания воды v1, а у конца v2. Эти скорости равны по модулю(т.к. сечение у обоих концов одинаковое). Но изменение этих скоростей по направлению влечет изменение линии тока у изгиба. Из за которого возникает разность давлений, которая создает силу давления F(которая ничем не скомпенсирована), направленную в противоположную сторону течения воды. У короткой части изгиба трубочки давление больше(т.к. там линии тока менее сгущены, и следовательно скорость движения воды меньше). Все мои рассуждения, основаны на законе Беннулли.
Нескомпенсированное давление создается при повороте жидкости в трубке. На жидкость действует центростремительная сила, а на трубку - центробежная. Она и создает раскручивающий момент.
то есть, если в камере сгорания будет 3 отверстия как у шара для боулинга, и их можно произвольно открывать/закрывать, то 1 камера будет управляемым вектором тяги?
Вода под силой тяжести идёт стекает через трубки, на месте изгиба вода меняя направление силой инерции давит на стенки трубки и система не испытывая противодействия закручивается, трубки ведь загнуты по часовой стрелке. Если одну трубку загнуть против часовой стрелки система должна уравновесится.
а как в обсуждаемую теорию "отталкивания от стенки внутри емкости с давлением" вписать, например, дефлектор? поверхность, отклоняющая уже вылетевшую из сопла "по инерции" струю, которая "не толкает" ракету.
В некотором смысле так и есть. Тут уже скорее вопрос в том, что считать "отталкиванием". Если приобретение двумя объектами противоположенных импульсов - то ракета от газа именно отталкивается. А давление внутри бака - уже более подробный механизм этого "отталкивания". Аналогично, если плавая в озере, например, вы толкнете лодку - то и вы и лодка получите противонаправленные импульсы. Это все еще остается верным. Но с точки зрения сил - на самом деле вам на ладонь, и одновременно на стенку лодки подействовало давление (вызванное вашим движением). Именно оно и является силой, которая в итоге сдвинула и вас и лодку с места. Так же как для ракеты, отталкивающейся от газа, точкой приложения результирующей силы является стенка камеры сгорания.
@@Cossack13Dota в этом смысле реактивное движение очень простая штука. Независимо от того, что там внутри механизма происходит, объект получит импульс противоположенный импульсу, который получает реактивная струя в итоге. То есть если перенаправить газ перпендикулярно - то и ракету будет толкать перпендикулярно. С точки зрения сил, давление в патрубке, перенаправляющем поток газа, будет компенсировать все что только можно, кроме единственного направления - противоположенного выходу газа.
Столб воды постоянно уменьшается, что создает неравномерное движение воды по криволинейному участку трубок. При неравномерном движении возникает тангенциальное ускорение, которое и раскручивает бутылку. Нескомпенсированное давление создается на криволинейном участке трубок, когда вектор скорости меняет не только направление, но и модуль.
@@МарияКотова-э8б Наверное я неправильно сформировал свою мысль. Я имел ввиду, что бутылка раскручивается не от прохождении воды через изогнутою трубку(изменения направления вектора скорости), а из-за изменения модуля вектора скорости при прохождении через изогнутою трубу. То есть раскручивание возможно только в двух случаях: 1)ускорение молекул воды(изменение модуля скорости); 2)изменение момента инерции. А прикладывается нескомпенсированное давление в том месте, где происходит разгон молекул воды. Вода толкается в одну сторону, а реакция опоры в другую.
В ракетах наверное всё таки основная сила действует на стенки сопла, недаром оно сложной формы. Трубки крутятся потому что одна из стенок оказывается длиннее из за изгиба, площадь больше, давление больше.
Не "другой конец резинки" толкает машинку вперёд, хотя, этот конец, тоже вносит некоторый вклад в движение, а масса и инерция вылетающего шарика, от которого отталкивается поршень, толкает машинку вперёд.
Спасибо за столь полезное и поучительное видео! Вопрос: как возникает нескомпенсированная сила давления в самолетном реактивном двигателе, если вместо передней стенки камеры сгорания у нас дырка воздухозаборника?
Набегающий воздух и является этой стенкой, иначе получишь факел и спереди. А вот когда случается помпаж-передняя стенка из воздуха разрушается и двигатель перестаёт работать.
Главное несоответствие общепринятой теории истечения газа из баллона состоит в том, что в теории плотность газа в горле сопла существенно ниже плотности газа в баллоне, а в реальности плотности газа в горле и в баллоне одинаковы. Отсюда имеем повышенный реактивный импульс (повышенный импульс массы при неизменной скорости). То же самое касается и температуры газа. В горле сопла температура газа равна температуре газа в баллоне.
Нескомпенсированное давление всё равно окажется напротив сопла, а давление в "баке" (камере сгорания?) уравновесится давлением на стенку самого поворота.
Конечно струя (точнее газы в камере сгорания) толкает ракету. Для этого приходится даже создавать специальные установки, которые имитируют нагрузку от двигателей, чтобы протестировать ракету до запуска. Ракета ведь не идеально твёрдое тело, она подвержена деформации. И основную нагрузку испытывают вначале нижние части ракеты, которые потом передадут её верхним частям. И тут важно, чтобы конструкция была достаточно прочной и не разрушилась от этих деформаций.
А не могли бы Вы таким же подробным образом разобрать работу прямоточного реактивного двигателя? С обычным реактивным двигателем и так всё понятно. С турбо-реактивным в общем то тоже. А вот как вообще может работать прямоточный реактивный двигатель, я вообще не пойму. Заранее спасибо.
прямоточный реактивный двигатель невозможно сделать из прямой трубы. там всегда есть сужения и расширения. давление действует на "плечики" переходов диаметра
@@ogrelg4131 Как показано в данном видео (4:27), давление в камере сгорания всегда должно быть выше, чем за её пределами. Именно поэтому давление на переднюю стенку камеры разгоняет летательный аппарат. Но как мы знаем из публичных источников, в камеру прямоточного двигателя свежий воздух поступает от давления набегающего потока. Следовательно давление в камере такого двигателя должно быть ниже, чем давление набегающего потока. Тогда вопрос - как же такой двигатель может что-то разгонять?
@@БогданНауменко-в6ч на входе в камеру сгорания стоит конфузор, который преобразовывает скоростной напор в статический. Камера сгорания нуждается в высоком давлении даже на стадии горения, для эффективного сжигания топлива. На выходе из камеры сгорания стоит диффузор (чаще всего сопло лаваля или просто конус). Сопло само по себе обеспечивает малое давление на входе в сопло в установившемся режиме. А на выходе из сопла при движении прямотока образуется область тени с низким атмосферным давлением, чему еще больше способствует эффект бернулли создающий еще большее разряжение на выходе из сопла. Если перегазовать в камере сгорания, и давление в камере вырастет, может случиться помпаж (или как там оно называется) и процесс нарушится. Это прямотоки беспрерывного действия. Но есть и резонансные прямотоки, в которых условия сгорания и истечения разделены во времени. И в первом и во втором условия горения и истечения очень нестабильны. поэтому ТРД
@@БогданНауменко-в6ч давление на входе камеры сгорания выше давления в камере сгорания иначе ничего не будет работать. этап сжатия в конфузоре, этап сгорания топлива, этап расширения с отдачей энергии. Но тут еще одно. Камера сгорания может быть вынесена из основного потока прямотока. Так работают двухконтурные турбореактивы.
По ракете думаю так. Вылетающая вода дает отталкивание самой трубки по классическому реактивному принципу, это отталкивание создает крутящий момен, и т.д. Однако чуток добавляется так же на изгибе за счет центробежной силы.
Сила, которая побуждает Сегнерово колесо к движению, по идее распределяется в месте изгиба трубок, выходящих из бутылки. Отсюда возникает (скорее всего риторический) вопрос, получается, чем дальше от оси вращения расположены изгибы трубок, тем больше скорость вращения колеса?(!)
нет, чем дальше от оси вращения - тем выше будет тяга. При одианковом сечении трубок тяга увеличится, скорость упадет по закону рычага. + добавится гидродинамическое сопротивление, т.к. чем длинее трубка, тем больше будет трение жидкости внутри нее и потеря КПД.
@@sablezubshruz9811 давление столба жидкости rgh ,a давление Р=F/S,где F-сила,S-площадь.Так как трубки изогнутые ,то по 3 закону Ньютона ,что на каждую силу есть равная по модулю и противоположно направленной Сила,то струи воды отталкиваются от стенок трубки , а трубка в свою очередь толкает стой же силой воду,т.е поток воды и трубка из-за разности масс имеют разное ускорение, a=F/m,но имеют равную по модулю Силу воздействующую на трубки бутылку с одной стороны и на воду с другой стороны.
Ещё раз прослушав уже где то известную информацию возник вопрос. Вот допустим есть камера куда мы насосом закачиваем давление в 300 атмосфер. при таком давлении открывается клапан который выпускает все газы и ракета летит вперёд. Клапан закр. и всё повторяется снова и снова. Будет ли такой двигатель являться детонационных и можем ли мы создать давление больше чем в камере сгорания за счёт нагрева??
А я думал что когда тело "избавляется" от части своих "частиц" с какой то одной стороны (отбрасывает свою массу с одной стороны. как бы отталкиваясь от "части самого себя") то это и приводит его в движение в противоположную сторону. Это не реактивное движение?
Я думаю, что это то же самое. Я не знаток химии, но возможно масса при горении преобразуется в давление. Кораблик не сможет двигаться, не потеряв в весе.
Несколько я понимаю, оттолкнуться от своих частиц без действия силы не получится. А вот сила отталкивания как раз и создается нескомпенсированным давлением
@@sldimaf это логично ведь реактивное движение это движение, возникающее при отделении от тела с какой-либо скоростью некоторой его части (в данном случае некоторых его частей/частиц)
@@alexanderilyin7053 Они будут расположены на противоположных трубкам сторонах, на внутренних стенках бутылки. Тоже самое. Физически, эти места будут восприняты системой как повёрнутые трубки находящиеся внутри самой бутылки, с той лишь разницей, что бутылка дольше по времени раскручиваться будет. Дольше потому, что несбалансированые места в этом случае находятся ближе к центру вращения.
В самой трубке видимо разность из-за разного расстояния пройденного жидкостью. Внутренний радиус меньше, чем внешний. Соответственно, разная длина пути
Нашёлся наконец человек, которому удалось выдуть содержимое яйца из скорлупы, не разрушив последней! Это уже само по себе достойно великого научного исследования!
Крутящий момент бутылка получает за счет гравитации, котороя притягивает воду к центру земли создовая давление на стенки сосуда( причем чем выше столб воды тем больше давление) это давление вырывается из искривленных трубок, причем крутящий момент будет выше если давленее воды будет больше или длинна трубки( точнее длинна трубки от бутылки до его изгиба ибо сами понемаете как система рычагов правда скорость вращения будет меньше)
А что струя проходит через клапан тесты ,давление в камере большой расход маленький. Вопрос какая будет тяга? Проход в клапане 1кв см давление 10атмосфер .будет ли тяга 10кг через клапан Тесла. Давление в камере и атмосферой открыт и визуально можно увидеть отверстие.
Прочитал несколько комментариев.Вопрос для размышления, если изогнуть конец трубки вниз или срезать трубку наискосок.Надо рассматривать сечение среза трубки.Перпендикуляр к сечению покажет силу.С каким знаком?Догадайтесь.
То есть если представить, что при зажигании двигателя передняя стенка будет неограниченно и быстро уходить вперед по направлению зеленой стрелки, то ракета не сдвинется с места?
Интересный вопрос. Если сила, приложенная к ракете, это сила, создаваемая давлением в камере сгорания, то почему форма сопла после выхода из камеры сгорания (расширение) влияет на эту силу? Сопла делают расширяющимися, чтобы увеличить скорость истечения вещества. При более высокой скорости истечения вещества давление в камере сгорания, очевидно, падает. Понятно, что контур управления двигателем добавляет больше смеси, чтобы поддержать давление. Но увеличивает ли он его? Если нет, то какая сила увеличиваеся (ведь по закону сохранения импульса при росте скорости истечения вырастет и скорость ракеты, а давление мы оставили тем же)?
Похоже, нельзя использовать просто "давление" в этом случае. Давление в камере сгорания непрерывно изменяется. Оно растет в момент взрыва и падает между выпрысками. Предположим, мы увеличим вдвое частоту впрысков. В этом случае давление между впрысками не будет успевать падать до того же (нижнего) уровня, что раньше, и среднее давление вырастет. Согласен. Но. Предположим, мы увеличим скорость истечения струи (за счет формы сопла). Тогда давление после впрыска (взрыва) будет падать быстрее и мы можем довести его до того же (нижнего) уровня, что и раньше. Тогда мы получим _то_же_ среднее давление (и ровно то же верхнее и нижнее давление), но частота будет, скажем, в два раза больше. И это явно приведет к заметно большей силе, приложенной к ракете. То есть нужно учитывать не только давление, но и частоту. Например, через среднее время, в течение которого приложено максимальное давление. Но не среднее давление в камере. Иллюстрация здесь: www.dropbox.com/s/xxax9rjb6a5ni7d/1630740434805.jpg?dl=0
@@Евгений_Пилявский мне кажется, расширение сопла снижает давление в неми увеличивает скорость истекания рабочего тела. Насколько я понимаю, в основном именно ради увеличения этой скорости расширение и делается. Давление на стенки сопла, пожалуй, теоретически может добавлять усилия. Но почему тогда не делать просто цилиндрическое сопло? Вектор будет направлен еще лучше.
@@Евгений_Пилявский я имею в виду, почему бы тогда не сделать расширение ступенькой - не поставить сразу после выхода из камеры сгорания цилиндр шире, чем этот выход?
@@Евгений_Пилявский что меня смущает в гипотезе про силу, приложенную к стенкам сопла и через них к ракете: 1) скорость истечения газов в сопле уже очень велика; это означает, что давление мало (конечно, нужно считать, насколько именно мало) 2) это означает, что прочность сопла должна быть очень высока не только в поперечном, но и в продольном направлении (при этом сопла, которые я видел, выглядят довольно тонкими и не похоже, что на них можно поставить ракету; но тут тоже, конечно, нужно считать, возможно - особенности материалов).
Вода в бутылке имеет давление, пропорциональное высоте до ее верхнего уровня. Это давление создает силу, под действием которой вода разгоняется и выбрасывается из трубок. По третьему закону Ньютона такая же сила, но с противоположным направлением действует со стороны разгоняемой и выбрасываемой воды на бутылку с водой и приводит ее в движение.
![Quando Rondo - Life Goes On [Official Music Video]](http://i.ytimg.com/vi/eIf3fhMXAow/mqdefault.jpg)
"Приветствую всех любителей турбореактивной тяги»
- Даю жидкого! (с)
Топим за безопасность
@@valeriyvasilev9165 утопили уже
@@yaroslav5713 тубопонос
Тут про ракетную тематику)
Вспоминая серию видео "парадокс изогнутой трубки" годичной давности, приходим к выводу, что разность давлений создаётся в изогнутой части трубок, где на внешнем изгибе трубки давление выше, чем на внутреннем
Разве не наоборот?
На внешнем изгибе, давление меньше, а на внутренней больше.
Не наоборот. Посмотрите те видео
Ещё пара подтверждающих фактов:
1)если бы изгибов не было, то и вращения не было бы.
2) чем ближе изгиб к оси вращения, тем медленнее раскручивается система
У меня вьетнамские флешбеки от этого парадокса изогнутой трубы уже. Да этим парадоксом всю механику объяснить можно!
@@sldimaf
Можно вставить прямую трубку под углом к радиусу и вращение будет.
Правда, в таком случае нескомпенсированное давление будет не в трубке, а в емкости.
Жаль, что мой школьный физик кроме как орать на нас ничего не мог больше. Спасибо вам, смотрю с детьми каждый выпуск!
А может было за что?
В детстве, чтобы лучше представить себе реактивное движение, я мысленно представлял что я в лодке отбрасываю кирпич. На себе как то понятнее, что я отталкиваюсь от некой массы. Что потом будет с кирпичом - не важно. Ударится он в стену или упадёт в воду.
Поток воды меняет направление внутри каждого изогнутого участка трубы.
Изменение направления потока вызвано силой, приложенной к воде изогнутым участком трубы. Реакция потока воды на изогнутые участки трубы создает крутящий момент (момент силы), который вызывает вращение бутылки.
Благодарю от Души за информацию
Занимательная физика - очень интересная книга. Именно эта книга привила любовь к физике)
Мне она ещё лет в 6 попала в руки. Было очень интересно и довольно-таки доходчиво объяснено даже для ребёнка.
Так всегда нравится смотреть ваши ролики, они такие позитивные и интересные! Спасибо вам за труды!
Хейтер гона хейт?
Классный препод!!! Лайк, подписка! Обожаю физику!!!
Очень интересно! Большое спасибо!
Вот! Да! Я с детства был уверен, что реактивный двигатель летит благодаря давлению на переднюю стенку! А мне все перечели, что тягу создаёт именно отброшенная реактивная струя.
Тягу создаёт отброшенная реактивная струя, но именно засчёт того, что отталкивается она от двигателя
@@TheRusGo не, это, вцелом, понятно. Просто многие не воспринимают как часть этой системы основополагающее давление на переднюю стенку. Типа струя пошла назад - ракета пошла вперёд. Всё. Больше тут ничего нет.
@@Saradon85 как тут в соседнем комменте сказали - в применении к реальной практике этих нюансов знать и не надо
@@Funtik. от этого поток не перестает давить, просто давит он теперь не в заднюю стенку самого двигателя, т.к. эта сила становится скомпенсированной давлением в "боковую" стенку изгиба сопла, а давит в "верхнюю стенку" изгиба сопла, потому и движение становится вертикальным, полностью аналогично опыту в конце ролика
@@Saradon85, вот-вот, то же самое, только наоборот, часто можно встретить, к примеру, про несущий винт вертолёта. Пишут про то, что это крыло, про его профиль, про подъёмную силу, давления, закон Бернулли, забывая о том, что при всём при этом он остаётся винтом и работает отбрасывая вниз поток воздуха. Да крыло самолёта, собственно, без этого не обходится.
Мне кажется тут возникает интересный понимальный момент, противоположный обычному "один слон с разных сторон". В его духе можно было бы подумать, что объяснения через центробежную силу и гидростатическое давление столба воды равноправны, ан не совсем, внутри трубок гидростатического давления уже почти не остаётся. Скажем, если брать прямые трубки, но на конце их косо срезать, то они не будут создавать силу "гидростатическое давление на разность площадей левой и правой стенки трубки" и вода куда прямей вылетать будет.
Привет, любителям турбо-реактивной тяги!!!
Спасибо, как всегда, отлично объяснено и качественно снято.
Если провести такой опыт. Нагреваем трубку с жидкостью, но отверстия у трубки нет, вместо этого охлаждается один конец трубки до конденсации на этом конце жидкости. Молекулы пара при этом передают свою кинетическую энергию трубке. Будет ли трубка двигаться как при наличии в ней отверстия. Проведите эксперимент.
Кстати, интересно, почему ракета, в которой есть вода и сжатый воздух, летит быстрее, чем ракета, заполненная только сжатым воздухом. С т.з. закона сохранения импульса всё очевидно: масса воды гораздо больше массы того же объёма воздуха. Но вот что с силами? Видимо, сила, приложенная к задним стенкам резервуара, снижается, т.к. часть силы, приложенной к свободной поверхности воды, «затрачивается» на её разгон - в итоге равнодействующая растёт. Но может быть, я неправ. Интересно было бы это обсудить.
Один из самых лучших каналов на ютуб
Как не хватает таких передач на телевидении.
Для полноты вопроса, надо рассмотреть ещё силы в сверхзвуковом сопле.
Зашел сказать спасибо авторам. Так держать!
Это лучший канал про физику.
Познавательно. Дякую.
вы не рассказали о работе сопла Лаваля. ракету толкает два фактора - давление на переднюю стенку камеры сгорания и давление на стенки сопла . стенки сопла расположены под углом между собой , газы давят на стенки сопла под углом 90 гр. в результате, вектор тяги от работы газов направлен вперед
сопло лаваля всего лишь утилизирует потенциальную энергию истекающих сжатых ГАЗОВ. с водой лаваль не работает до многих знаков после запятой
@@ogrelg4131 утилизируя толкает
Не глядя в другие ответы: видимо, давление возникает в области поворота трубки.
снутри или снаружи?
@@ATOMAN в нутри
@@ATOMAN повышенное давление внутри и более низкое атмосферное давление с другой стороны
Нескомпенсированное давление возникает в тех местах трубок которые расположены прямо напротив выходного отверстия. Т.е. если заглянуть внутрь каждой трубки мы увидим это место внутри на изгибе трубки.
После вашего замечательного изложения материала думаю, что нескомпенсированное давление возникает на поверхности, на которую приходится проекция сопел (или сопл) трубок
Атмосферный воздух давит на зеркало воды в бутылке, а столб воды давит на стенки и (в первую очередь) на дно бутылки (РоЖеАш). Давление на зеркало воды не скомпенсировано давлением на дно со стенками бутылки, потому что вода расходуется через трубки. Разница этих давлений и заставляет вращаться бутылку. Здесь еще играет роль рычаг - расстояние среза трубочки от оси бутылки.
Сережа, 33 годика.
Ответ на вопрос в конце видео , просто мнение :
Сила оказывается на изогнутые стенки трубки .
Ваш ответ правильный.
Ценю ваш труд профессор, но хотел бы подметить один факт, я и так понимал суть работы данной технологии без объяснений, но у меня возник сейчас вопрос. Я правильно понимаю, что исходя из закона сохранения импульса, давление струи из сопла ракеты сильнее в 3 раза чем давление образующееся в противоположном направление в стенке камеры? И если это так, то получается, что габариты корпуса ракеты, камеры и сопла очень сильно расчитываются, вот здесь огромное уважение инженерам👍🏻
Что такое "давление струи из сопла ракеты"? Она ни на что не давит, она просто вылетает из сопла, и всё. Ракету разгоняет нескомпенсированное давление газов в камере сгорания на торцевую стенку этой камеры. А это нескомпенсированное давление появляется за счет того, что на другой стороне имеется сопло, в которое вылетает струя.
Вопрос к авторам ролика. Объяснение выглядит очень логично! но мне кажется есть еще один эффект. Сопло Ловаля имеет камеру, в которой давление падает, а струя ускоряется и это разгоняет ракету еще быстрее. Почему? А еще в струе ракеты видны стоячие волны давления газа струи. Похоже, что ракета еще может отталкиваться от замедляющихся газов в конце струи. Т.е. отдаляющаяся струя создает опору и между ней и ракетой увеличивается давление газов, которое толкает сопло.
пониженное давление в сопле Ловаля похоже еще сильнее увеличивает разницу нескомпенсированного давления в камере сгорания.
Мне кажется нескомпенсированое давление образуется в районе изгибов трубок. Если от конца трубки по направлению струи провести линию, то точка,где линия упрется в изгиб турбки будет той, что я имею ввиду.
А что будет, если вставить не изогнутые трубочки, а прямые, но под углом? Я так думаю, что бутылка тоже будет вращаться, так как нескомпенсированные силы будут приложены внутри бутылки по хорде.
Мне кажется, что с изогнутыми трубками аналогично, только нескомпенсированные силы будут приложены внутри трубок из-за изгибов.
Интересно было бы поэксперементировать с тем, как длина, положение и радиус изгиба трубок влияли бы на скорость вращение.
Спасибо за публикацию и качество изложения, вы отлично описали первопричину, откуда берется толкающая ракету сила. И судя по комментариям многие поняли это правильно.
Принцип возникновения реактивной тяги в целом ясен, но... если сопло представляет собой длинную трубу, то на выxоде из нее давление будет меньше за счет гидравлическиx потерь на трение, значит сила тяги будет произведением давления на выxоде на площадь выxодного поперечного сечения. Отсюда и ответ на Ваш вопрос: сила тяги на выxоде трубок это произведение давления на сечение с учетом направления истечения :)
7:55 - На изгибах трубок? Вода поворачивает при столкновении со стенкой и давит на внешнюю сторону.
Ещё в ракетах интересна форма сопла - оно расширяется вдоль направления реактивной струи. Если представить, что давление создаётся внутри самого сопла, то с одной стороны от камеры сгорания оно как парус, а с другой открытое окно. Если газы исходят из одной точки во все стороны равномерно, то форма сопла выбрана такой, чтобы оттолкнуться от большей части газов и при этом для каждой точки сопла направление проекции сил на ось совпадала с направлением движения. Чем-то похоже на параболическое зеркало, в фокусе которого расположена камера сгорания.
Действительно, форма сопла ракетного двигателя сделана такой, чтобы увеличить эффективность набора скорости. Однако ускорение создаётся не за счёт давления газа, а за счёт увеличения скорости его истечения. Такая форма сопла ракеты называется соплом Ловаля. Оно сделано таким образом, чтобы исходящий поток газа постоянно ускорялся. При сгорании газовая смесь ускоряется внутри сопла (до самой узкой части) с дозвуковой скоростью. В узкой части сопла скорость истечения газа околозвуковая (число Маха около 1). После узкой части скорость газа уже сверхзвуковая, что приводит к его ускорению не при сжатии, а уже при расширении. При этом во время ускорения газа его давление падает.
Давление в трубках создаётся водяным столбом , а некоменсированное давление в самой трубке на против среза выхода так называемой реактивной струи . Именно по этому бутылка начинает крутиться , та как сила нек.давления направлена не к центру бутылки и по касательной относительно цента
Для разрыва мозга можно накрутить в виде пружины из трубки и поставить перпендикулярно бутылки а выходное отверстие в том же направлении.
Раз уж пошла такая тема, будет ли видео про турбины и турбореактивные двигатели?
на 6 минуте показали типичную камеру сгорания, критическое сечение и сопло, но ничего не сказали. в камере создается максимальное давление, через критическое сечение происходит истечение рабочего тела с максимальной скоростью, а затем газ расширяется и давит уже на стенки сопла, форма и размеры которого меняются в зависимости от назначения: для 1й ступени, которая летит в плотных слоях атмосферы и для верхней, которая летит фактически в космосе, параметры существенно отличаются
Пальцем в небо: на последнем внешнем изгибе трубки.
Не давление раскручивает, а инерция. На изогнутых участках поток меняет направление, движется с ускорением, возникает сила реакции на трубку.
А по видео - зря не развили. Не рассказали про соотношение энергия/импульс (чем выше скорость струи, тем больше теряем энергии). Про условие минимальных потерь на струю (скорость истечения относительно аппарата равна по модулю скорости движения аппарата относительно неподвижной среды). Сопло Лаваля нарисовали, но не рассказали про дополнительную силу тяги, которая возникает на расширении.
В любом случае спасибо, что физику популяризируете, но как-то скромно. Не стесняйтесь)
Я бы сказал так: реактивная струя, исходящая из сопла ракеты, упирается опосредованно в стенку камеры сгорания напротив (05:25) Так как давление в камере одно, а сила тяги может быть разной 😉🤓
Неожиданный результат: ваши ролики эффективно поднимают настроение! Имеют "выраженное лечебное действие":))) Это психотерапия высшей пробы! Какими физическими законами объяснить подобное?:))) Или это - реактивная тяга?:)))
Давай ко мне на канал. Объясню.
Тяга к познанию.
Фрагмент где в шаре зелёная стрелка находится напротив сопла -мы получаем реактивную силу противоположной стороне стрелки. А если вот внутри шара сопло продлить во внутрь шара и загнуть трубку на 90 градусов, зелёная стрелка будет находиться сбоку сопла -и очень интересно куда будет двигаться шар? )))
Вот, вроде бы, вы все логично объяснили, ссылаясь на схему (4 мин). По вашей версии сжатый воздух давит на всю поверхность внутренней стенки баллона, кроме того участка, где имеется отверстие. Отсюда и возникает неуравновешенная сила.
Но, давайте проверим ваше утверждение с помощью расчета импульса, который создает воздушная струя, вылетающая в атмосферу из баллона.
Предположим, что сопло в баллоне имеет площадь проходного сечения в 1 кв. см (0,0001 кв.м), при этом давление в баллоне ровно на 1 бар (100 кПа) больше атмосферного.
Тогда неуравновешенная сила (реактивная сила) должна быть равна произведению избыточного давления на площадь отверстия в сопле:
F = (Р1 - Ратм)*S = 10^5 * 0.0001 = 10 Н.
Итак реактивная сила, по вашей версии, оказалась равна десяти Ньютонам - примерно 1 кг силы.
А теперь сделаем проверочный анализ на основе закона сохранения импульса (ЗСИ).
При температуре 20 градусов (Цельсия) скорость воздушной струи при перепаде давления в 1 бар равна скорости звука в воздухе при данной температуре (343 м/сек). Плотность воздуха в вылетающей струе примем равной плотности воздуха в атмосфере (Ƿ = 1,2 кг/куб.м).
Массовый расход воздуха через сопло равен
G = Ƿ*S*V = 1,2*0,0001*343=0,041 кг/сек. Импульс силы равен произведению массового расхода на скорость струи F = G * V = 0.0411*343 = 14.1 Н.
Как видим, расхождение с результатом расчета по вашей модели составляет 40%.
Это не так мало для столь простого опыта.
Если верить вашему объяснению рождения реактивной силы, то придется признать несостоятельным ЗСИ.
Если же верить в ЗСИ, то придется признать несостоятельным ваше объяснение.
Но, как говорится, главный критерий истины - практика.
Если вы проведете несложный опыт с истечением струи воздуха через сопло в атмосферу с измерением реактивной силы, то обнаружите, что реальная реактивная сила не только превышает вашу оценку (10 Н), но превышает и оценку, сделанную на основании ЗСИ.
Вот тогда будет над чем поломать голову и вам и мне и зрителям вашего канала.
Искал коммент несогласных, а тут всё по полочкам уже разложено. Поддерживаю.
Хотелось бы предложить ещё один эксперимент с двумя трубами (бочками, камерами). У одной вообще нет стенки и газ будет свободно покидать её, а у второй сопло в котором газ ускоряется. Площадь поверхности куда давит нескомпенсированное давление, очевидно больше в первом случае, однако эффективность движения очевидно будет выше во втором.
Объяснить это несложно: вблизи отверстия, где скорость заметная, давление на стенку становится меньше, чем в среднем по баллону. То есть эффективная площадь отверстия становится как бы больше. Ну или к силе давления на стенку на кругляшок напротив отверстия добавляется часть силы давления на стенку вокруг него.
@@ПавелКасьяненко-я2н ИИИ?????. В каком месте передаётся импульс и куда приложена сила, по вашему. Пока не понятно. Хотя давайте так. Что является движушей силой реактивного движения, 1. давление на переднюю стенку камеры сгорания.\
2. Ускоренный отброс массы.
???
Если вы выбрали первый вариант, готов подискутировать. Если второй, то согласен с вами.
@@TheDanko75, верны оба ответа, второй - в общем, рассматривая двигатель как чёрный ящик, закон сохранения импульса, первый же раскрывает механизм взаимодействия внутри двигателя.
@@ПавелКасьяненко-я2н В вашем случае, первый ложный. Всё что происходит внутри двигателя ни какого значения не имеет. Всё что внутри системы не имеет отношения к реактивному движению. Реактивное движение, это только отброс массы(желательно ускоренный). Как только часть массы отделяется от системы, она передаёт импульс и это есть реактивное движение. Тут часто происходит подмена понятий и давление на переднюю стенку выдают за движущую силу, но это не реактивное движение. Просто подумайте об этом и всё очень быстро встанет на свои места.
Какое именно сечение сопла ракеты является той площадью, на которую действует нескомпенсированное давление газов?
Ответ на финальньій вопрос - в трубках. При запуске такой игрушки видно как изгибаются трубки.
Я это всегда знал и спорил , что именно стенка напротив сопла и создает давление , нескомпенсированные силы в КС РД , кстати, слово тяга здесь тоже неуместна , тянуть ,это когда тянущий на что то упирается ,правильнее для РД слово толкать , газы создают давление в КС РД и именно толкают а не тянут РД.
А в космосе?
А что если сделать ракету скорость истечения газа из которой будет 0 м/сек
КПД такой ракеты сможет приблизиться к 100% (газ толкается ракетой ровно так что он останавливается)
1)А что если мы в такой ракете поставим газ сжатый скажем до 100 атмосфер, разогреем от окружающей среды тепловым насосом он разгонится отдав часть тепла на работу(и немного охладившись)
2)А перед вылетом газов наружу мы отберем тепловым насосом тепло от выходящих газов и будем подогревать наш сжатый газ комбинированно частью от окружающей среды , а частью от тепла выходящих газов
так чтобы температура выходящих газов сравнялась с температурой окружающей среды
Витоге: мы получим ракету с теоретическим потолком кпд 100% которая работает от теплового насоса
с кпд заведомо выше 100% , и при этом скорость вылетающих газов равна нулю ( 0 m/sec) , а температура
окружающих газов равна температуре окружающей среды
Итого : Часть тепла преобразовалась в движение ракеты на 100% (В теоретическом пределе в рамках данной модели) ,нигде не выделилось доп. тепла
При этом само тепло мы получали с меньшими затратами ( с кпд больше 100% )
Соответственно общий КПД процесса был больше 100%
Убыло ли где то энергии?(в рамках данной модели) - ну да мы отбирали тепло от окружающей среды и окружающая среда стала немного холоднее
Это атмосферное давление и сила тяжести, которые заставляют течь воду вниз, тем самым придавая энергию воде, которая раскручивает бутылку.
5:50 "зеленая" :) сила действует на конце трубки (противоположно струе) , будь трубка изогнутая , прямая но под углом по отношении к радиусу или поросячий хвост завернутый по часовой стрелке а конец трубки смотрит (против часовой) как на видео.
Пережигать нитку горелкой не технологично. Надо лазером! (импульсным)
Для этого нужны глаза, извергающие лазерный луч )
Ножницами проще!!!...
@@СергейВикторович-э7л так в комментах сразу шум поднимут что он ножницами подтолкнул )
Ни один физик в ходе запуска ракеты не пострадал
На аэродроме Альтес лагерь Гсвг я рассказал этот принцип реактивной тяги сверхсрочнику 6 лет ремонтировал двигатели 21 мига, он очень удивился.А этот казус толкания давлением нам на техучебе рассказал выпускник Академии Жуковского полковник.В 68 г.я впервые услышал о гиперзвуковой авиации.,думал фантазирует полковник,оказывается НЕТ!
То есть, если система приходит во вращение благодаря давлению воды на стенки трубок, а не реактивному моменту возникающему при истечении из них воды, можно направить концы трубок (например) параллельно оси бутылки либо вообще "против шерсти"... И вращение должно будет продолжиться.. ?
Приветствую, расскажите какая ракета стабильнее в полете, у которой вектор тяги выше центра масс или ниже?
а по поводу этой детской игрушки с трубочками как мне кажется всё довольно-таки очевидно:
во-первых по видео заметно, что под конец бутылка начинает крутиться медленнее, это из-за того что та сила толкающая трубочки и равная давлению умножить на площадь поверхности, уменьшается из-за уменьшения уровня гидростатического давления, в свою очередь гидростатическое давление уменьшается из-за уменьшения уровня жидкости, вытекающей из трубочек
а толкающее давление прикладывается на трубочки, потому что они изогнутые, вот в чём вся соль, трубочки не ровные, а изогнутые, если бы они были прямыми, то вода просто вытекала и всё
P.s. поправьте меня, если я в чём-то был не прав, но как по мне, я рассуждал логически
А опыты с машинкой и лодочкой в вакуумной камере можете повторить?
В принципе надо бы, но с лодочкой конечно проблемы будут. А вот с машинкой было бы интересно. А то сам автор видео сказал типа мол от воздуха отталкивается и доказательства так же на воздухе провел. Видел видос где пылесосом тягу забирали, тоже прикольно.
Сила приложена напротив сопла, и т.к сопло не на против бутылки, то и сила приложена по касательной к центру вращения бутылки. Вот получаем вращательное движение
Ну что же, постараюсь изложить свою мысль.
Реактивная тяга создается нескомпенсированным давлением “внутри трубки” А она откуда берется?
Коротко: появившееся нескомпенсированное давление, создается силой(направленной в противоположную сторону течения воды), возникающей вследствие разности давления у короткой и длинной части изгиба трубочки.
Более подробно: Допустим в начальной части трубки, скорость выливания воды v1, а у конца v2. Эти скорости равны по модулю(т.к. сечение у обоих концов одинаковое). Но изменение этих скоростей по направлению влечет изменение линии тока у изгиба. Из за которого возникает разность давлений, которая создает силу давления F(которая ничем не скомпенсирована), направленную в противоположную сторону течения воды. У короткой части изгиба трубочки давление больше(т.к. там линии тока менее сгущены, и следовательно скорость движения воды меньше).
Все мои рассуждения, основаны на законе Беннулли.
Второй закон Бернулли гласит:
Любое физическое явление можно объяснить с помощью первого закона Бернулли.
А если использовать прямые трубки, вставленные по касательной в бидон?
@@101picofarad Тогда у нас появится своего рода турбинный двигатель).
Надо же, а я думал струя отталкивается от воздуха
@@sablezubshruz9811 теперь я готов докторскую защитить по реактивным двигателям
@@Актау1982 А я уже защитил, только по комбинированным.
Ответ на вопрос: "в моменте", как бы пошло это не звучало. В точках искривления искривлении трубок.
Вы хорошо приняли душ. Мы ценим ваши старания
Нескомпенсированное давление создается при повороте жидкости в трубке. На жидкость действует центростремительная сила, а на трубку - центробежная. Она и создает раскручивающий момент.
Точнее, пара таких сил)
@@sldimaf не, это одна сила. Называется по-разному потому что в разных СО.
МОЛОДЦЫ они и из го...на и палки объяснят как работает ядерный реактор. Не нужно дорогих стендов .
то есть, если в камере сгорания будет 3 отверстия как у шара для боулинга, и их можно произвольно открывать/закрывать, то 1 камера будет управляемым вектором тяги?
Да, так и будет). Но это проще делать наклоном двигателя в разные стороны
Только в атмосфере
Здравствуйте!
Скажите пожалуйста, если включить лазерную указку, будет ли она создавать реактивную тягу? Ведь из указки вылетают фотоны...
Если мощность порядка мВт, рекативная тяга получится 1мВт/c, около 3*10^-12 Ньютона
Вода под силой тяжести идёт стекает через трубки, на месте изгиба вода меняя направление силой инерции давит на стенки трубки и система не испытывая противодействия закручивается, трубки ведь загнуты по часовой стрелке. Если одну трубку загнуть против часовой стрелки система должна уравновесится.
а как в обсуждаемую теорию "отталкивания от стенки внутри емкости с давлением" вписать, например, дефлектор? поверхность, отклоняющая уже вылетевшую из сопла "по инерции" струю, которая "не толкает" ракету.
Спасибо! Был одним из многих, кто думал, что ракета отталкивается от собственных продуктов горения.
В некотором смысле так и есть. Тут уже скорее вопрос в том, что считать "отталкиванием". Если приобретение двумя объектами противоположенных импульсов - то ракета от газа именно отталкивается. А давление внутри бака - уже более подробный механизм этого "отталкивания".
Аналогично, если плавая в озере, например, вы толкнете лодку - то и вы и лодка получите противонаправленные импульсы. Это все еще остается верным. Но с точки зрения сил - на самом деле вам на ладонь, и одновременно на стенку лодки подействовало давление (вызванное вашим движением). Именно оно и является силой, которая в итоге сдвинула и вас и лодку с места. Так же как для ракеты, отталкивающейся от газа, точкой приложения результирующей силы является стенка камеры сгорания.
@@ДмитрийПокладов-о4ь и вам спасибо, что не поленились расписать это :)
@@ДмитрийПокладов-о4ь а полетит ли ракета (воздушный шарик), если перенаправить реактивную струю, скажем, перпендикулярно движению газа в сопле?
@@Cossack13Dota в этом смысле реактивное движение очень простая штука. Независимо от того, что там внутри механизма происходит, объект получит импульс противоположенный импульсу, который получает реактивная струя в итоге. То есть если перенаправить газ перпендикулярно - то и ракету будет толкать перпендикулярно.
С точки зрения сил, давление в патрубке, перенаправляющем поток газа, будет компенсировать все что только можно, кроме единственного направления - противоположенного выходу газа.
@@ДмитрийПокладов-о4ь спасибо! Вот так вообще понятно стало! :)
Столб воды постоянно уменьшается, что создает неравномерное движение воды по криволинейному участку трубок. При неравномерном движении возникает тангенциальное ускорение, которое и раскручивает бутылку.
Нескомпенсированное давление создается на криволинейном участке трубок, когда вектор скорости меняет не только направление, но и модуль.
т.е. если постоянно доливать воду, сохраняя уровень, то вращения не будет???
@@МарияКотова-э8б Наверное я неправильно сформировал свою мысль. Я имел ввиду, что бутылка раскручивается не от прохождении воды через изогнутою трубку(изменения направления вектора скорости), а из-за изменения модуля вектора скорости при прохождении через изогнутою трубу. То есть раскручивание возможно только в двух случаях: 1)ускорение молекул воды(изменение модуля скорости); 2)изменение момента инерции.
А прикладывается нескомпенсированное давление в том месте, где происходит разгон молекул воды. Вода толкается в одну сторону, а реакция опоры в другую.
В ракетах наверное всё таки основная сила действует на стенки сопла, недаром оно сложной формы. Трубки крутятся потому что одна из стенок оказывается длиннее из за изгиба, площадь больше, давление больше.
Согласен, расширение газов происходит в сопле и от его стенок и происходит отталкивание, а не от задней стенки камеры сгорания
@@ileyka, через стенки сопла передаётся только часть силы тяги. В расширяющейся части сопла происходит доускорение потока с местной звуковой скорости.
7:11 "И ракета уходит вверх". Но что-то, кажется, идет не так...
Это была отсылка к этому сюжету:
ruclips.net/video/HQMe3_tklkQ/видео.html
Много воды налили. Нужно было наполнить 1/3 бутылки водой.
Ушла-то она вверх, шла не очень долго
Не достаточное давление .
И недостаточное оперение для этого давления .
После Рагозина что то ракеты не так летят
Не "другой конец резинки" толкает машинку вперёд, хотя, этот конец, тоже вносит некоторый вклад в движение, а масса и инерция вылетающего шарика, от которого отталкивается поршень, толкает машинку вперёд.
Спасибо за столь полезное и поучительное видео! Вопрос: как возникает нескомпенсированная сила давления в самолетном реактивном двигателе, если вместо передней стенки камеры сгорания у нас дырка воздухозаборника?
Набегающий воздух и является этой стенкой, иначе получишь факел и спереди. А вот когда случается помпаж-передняя стенка из воздуха разрушается и двигатель перестаёт работать.
Главное несоответствие общепринятой теории истечения газа из баллона состоит в том, что в теории плотность газа в горле сопла существенно ниже плотности газа в баллоне, а в реальности плотности газа в горле и в баллоне одинаковы.
Отсюда имеем повышенный реактивный импульс (повышенный импульс массы при неизменной скорости).
То же самое касается и температуры газа. В горле сопла температура газа равна температуре газа в баллоне.
А если сопло два раза изогнуть под 90градусов, то что там будет с той зеленой стрелочкой, которая в баке напротив выхода? :-)
очевидно что ракета полетит в другую сторону, сила напротив будет давить на стенки сопла
Нескомпенсированное давление всё равно окажется напротив сопла, а давление в "баке" (камере сгорания?) уравновесится давлением на стенку самого поворота.
Получится ППРД - пульсирующий реактивный двигатель ))
Конечно струя (точнее газы в камере сгорания) толкает ракету. Для этого приходится даже создавать специальные установки, которые имитируют нагрузку от двигателей, чтобы протестировать ракету до запуска. Ракета ведь не идеально твёрдое тело, она подвержена деформации. И основную нагрузку испытывают вначале нижние части ракеты, которые потом передадут её верхним частям. И тут важно, чтобы конструкция была достаточно прочной и не разрушилась от этих деформаций.
А не могли бы Вы таким же подробным образом разобрать работу прямоточного реактивного двигателя?
С обычным реактивным двигателем и так всё понятно. С турбо-реактивным в общем то тоже. А вот как вообще может работать прямоточный реактивный двигатель, я вообще не пойму.
Заранее спасибо.
прямоточный реактивный двигатель невозможно сделать из прямой трубы. там всегда есть сужения и расширения. давление действует на "плечики" переходов диаметра
@@ogrelg4131 Как показано в данном видео (4:27), давление в камере сгорания всегда должно быть выше, чем за её пределами. Именно поэтому давление на переднюю стенку камеры разгоняет летательный аппарат. Но как мы знаем из публичных источников, в камеру прямоточного двигателя свежий воздух поступает от давления набегающего потока. Следовательно давление в камере такого двигателя должно быть ниже, чем давление набегающего потока. Тогда вопрос - как же такой двигатель может что-то разгонять?
@@БогданНауменко-в6ч
на входе в камеру сгорания стоит конфузор, который преобразовывает скоростной напор в статический. Камера сгорания нуждается в высоком давлении даже на стадии горения, для эффективного сжигания топлива. На выходе из камеры сгорания стоит диффузор (чаще всего сопло лаваля или просто конус). Сопло само по себе обеспечивает малое давление на входе в сопло в установившемся режиме. А на выходе из сопла при движении прямотока образуется область тени с низким атмосферным давлением, чему еще больше способствует эффект бернулли создающий еще большее разряжение на выходе из сопла. Если перегазовать в камере сгорания, и давление в камере вырастет, может случиться помпаж (или как там оно называется) и процесс нарушится.
Это прямотоки беспрерывного действия. Но есть и резонансные прямотоки, в которых условия сгорания и истечения разделены во времени. И в первом и во втором условия горения и истечения очень нестабильны. поэтому ТРД
@@ogrelg4131 И всё же я не понял. Давление в камере сгорания выше давления набегающего потока воздуха, или ниже?
@@БогданНауменко-в6ч
давление на входе камеры сгорания выше давления в камере сгорания иначе ничего не будет работать.
этап сжатия в конфузоре, этап сгорания топлива, этап расширения с отдачей энергии.
Но тут еще одно. Камера сгорания может быть вынесена из основного потока прямотока. Так работают двухконтурные турбореактивы.
По ракете думаю так. Вылетающая вода дает отталкивание самой трубки по классическому реактивному принципу, это отталкивание создает крутящий момен, и т.д. Однако чуток добавляется так же на изгибе за счет центробежной силы.
Сила, которая побуждает Сегнерово колесо к движению, по идее распределяется в месте изгиба трубок, выходящих из бутылки. Отсюда возникает (скорее всего риторический) вопрос, получается, чем дальше от оси вращения расположены изгибы трубок, тем больше скорость вращения колеса?(!)
нет, чем дальше от оси вращения - тем выше будет тяга.
При одианковом сечении трубок тяга увеличится, скорость упадет по закону рычага.
+ добавится гидродинамическое сопротивление, т.к. чем длинее трубка, тем больше будет трение жидкости внутри нее и потеря КПД.
Струя не толкает. Толкает то, что по другую сторону струи в камере сгорания.
Добрый день,образуется два момента сил,которые не уравновешиваются друг другом,т.к. они оба направлены по часовой стрелке
@@sablezubshruz9811 давление столба жидкости rgh ,a давление Р=F/S,где F-сила,S-площадь.Так как трубки изогнутые ,то по 3 закону Ньютона ,что на каждую силу есть равная по модулю и противоположно направленной Сила,то струи воды отталкиваются от стенок трубки , а трубка в свою очередь толкает стой же силой воду,т.е поток воды и трубка из-за разности масс имеют разное ускорение, a=F/m,но имеют равную по модулю Силу воздействующую на трубки бутылку с одной стороны и на воду с другой стороны.
Prodolzhite pozhalusto raskaz pro raketu i to kak samo saplo vlijaet na tjagu pri ravnih diametrah sapla i davlenii v kamere
Ещё раз прослушав уже где то известную информацию возник вопрос. Вот допустим есть камера куда мы насосом закачиваем давление в 300 атмосфер. при таком давлении открывается клапан который выпускает все газы и ракета летит вперёд. Клапан закр. и всё повторяется снова и снова. Будет ли такой двигатель являться детонационных и можем ли мы создать давление больше чем в камере сгорания за счёт нагрева??
в трубках на изгибе импульс молекул воды передает импульс трубке?
А я думал что когда тело "избавляется" от части своих "частиц" с какой то одной стороны (отбрасывает свою массу с одной стороны. как бы отталкиваясь от "части самого себя") то это и приводит его в движение в противоположную сторону. Это не реактивное движение?
Я думаю, что это то же самое. Я не знаток химии, но возможно масса при горении преобразуется в давление. Кораблик не сможет двигаться, не потеряв в весе.
Несколько я понимаю, оттолкнуться от своих частиц без действия силы не получится.
А вот сила отталкивания как раз и создается нескомпенсированным давлением
@@sldimaf
Всё верно. А нескомпенсированность давления создаётся за счёт преобразования массы движущегося тела.
@@sldimaf это логично ведь реактивное движение это движение, возникающее при отделении
от тела с какой-либо скоростью некоторой его части (в данном случае некоторых его частей/частиц)
@@sldimaf некая сила реакции отделяющихся частиц/частей
Нескомпенсированое давление создаётся в местах изгиба трубок.
а если трубки прямые и вставлены под углом к радиусам бутылки?
@@alexanderilyin7053 Они будут расположены на противоположных трубкам сторонах, на внутренних стенках бутылки. Тоже самое. Физически, эти места будут восприняты системой как повёрнутые трубки находящиеся внутри самой бутылки, с той лишь разницей, что бутылка дольше по времени раскручиваться будет. Дольше потому, что несбалансированые места в этом случае находятся ближе к центру вращения.
В самой трубке видимо разность из-за разного расстояния пройденного жидкостью. Внутренний радиус меньше, чем внешний. Соответственно, разная длина пути
Я думаю трубки можно для наглядности заменить на экранчики, которые будут установлены под 45 градусов к бьющей струйке воды из отверстия в бутылке.
Нашёлся наконец человек, которому удалось выдуть содержимое яйца из скорлупы, не разрушив последней! Это уже само по себе достойно великого научного исследования!
Замечательная книга, из 2-х томиков состоит, и я в детстве также с яйцом игрался.
Не знал что Билл Гейтс физику на русском преподает и ракеты с водой запускает))!
Крутящий момент бутылка получает за счет гравитации, котороя притягивает воду к центру земли создовая давление на стенки сосуда( причем чем выше столб воды тем больше давление) это давление вырывается из искривленных трубок, причем крутящий момент будет выше если давленее воды будет больше или длинна трубки( точнее длинна трубки от бутылки до его изгиба ибо сами понемаете как система рычагов правда скорость вращения будет меньше)
А что струя проходит через клапан тесты ,давление в камере большой расход маленький.
Вопрос какая будет тяга?
Проход в клапане 1кв см давление 10атмосфер .будет ли тяга 10кг через клапан Тесла.
Давление в камере и атмосферой открыт и визуально можно увидеть отверстие.
Здравствуйте! А где находится площадка с нескомпенсированой силой на прямоточных реактивных двигателях?
Прочитал несколько комментариев.Вопрос для размышления, если изогнуть конец трубки вниз или срезать трубку наискосок.Надо рассматривать сечение среза трубки.Перпендикуляр к сечению покажет силу.С каким знаком?Догадайтесь.
То есть если представить, что при зажигании двигателя передняя стенка будет неограниченно и быстро уходить вперед по направлению зеленой стрелки, то ракета не сдвинется с места?
Видимо да, это как ружье без затвора. Пуля полетит в одну сторону, а гильза в другую. Ствол останется на месте.
Интересный вопрос. Если сила, приложенная к ракете, это сила, создаваемая давлением в камере сгорания, то почему форма сопла после выхода из камеры сгорания (расширение) влияет на эту силу? Сопла делают расширяющимися, чтобы увеличить скорость истечения вещества. При более высокой скорости истечения вещества давление в камере сгорания, очевидно, падает. Понятно, что контур управления двигателем добавляет больше смеси, чтобы поддержать давление. Но увеличивает ли он его? Если нет, то какая сила увеличиваеся (ведь по закону сохранения импульса при росте скорости истечения вырастет и скорость ракеты, а давление мы оставили тем же)?
Похоже, нельзя использовать просто "давление" в этом случае.
Давление в камере сгорания непрерывно изменяется. Оно растет в момент взрыва и падает между выпрысками.
Предположим, мы увеличим вдвое частоту впрысков. В этом случае давление между впрысками не будет успевать падать до того же (нижнего) уровня, что раньше, и среднее давление вырастет. Согласен.
Но. Предположим, мы увеличим скорость истечения струи (за счет формы сопла). Тогда давление после впрыска (взрыва) будет падать быстрее и мы можем довести его до того же (нижнего) уровня, что и раньше. Тогда мы получим _то_же_ среднее давление (и ровно то же верхнее и нижнее давление), но частота будет, скажем, в два раза больше. И это явно приведет к заметно большей силе, приложенной к ракете.
То есть нужно учитывать не только давление, но и частоту. Например, через среднее время, в течение которого приложено максимальное давление. Но не среднее давление в камере.
Иллюстрация здесь: www.dropbox.com/s/xxax9rjb6a5ni7d/1630740434805.jpg?dl=0
@@Евгений_Пилявский мне кажется, расширение сопла снижает давление в неми увеличивает скорость истекания рабочего тела. Насколько я понимаю, в основном именно ради увеличения этой скорости расширение и делается.
Давление на стенки сопла, пожалуй, теоретически может добавлять усилия. Но почему тогда не делать просто цилиндрическое сопло? Вектор будет направлен еще лучше.
@@Евгений_Пилявский я имею в виду, почему бы тогда не сделать расширение ступенькой - не поставить сразу после выхода из камеры сгорания цилиндр шире, чем этот выход?
@@Евгений_Пилявский что меня смущает в гипотезе про силу, приложенную к стенкам сопла и через них к ракете:
1) скорость истечения газов в сопле уже очень велика; это означает, что давление мало (конечно, нужно считать, насколько именно мало)
2) это означает, что прочность сопла должна быть очень высока не только в поперечном, но и в продольном направлении (при этом сопла, которые я видел, выглядят довольно тонкими и не похоже, что на них можно поставить ракету; но тут тоже, конечно, нужно считать, возможно - особенности материалов).
Вода в бутылке имеет давление, пропорциональное высоте до ее верхнего уровня. Это давление создает силу, под действием которой вода разгоняется и выбрасывается из трубок. По третьему закону Ньютона такая же сила, но с противоположным направлением действует со стороны разгоняемой и выбрасываемой воды на бутылку с водой и приводит ее в движение.