Jet tahriki - Jet propulsion
Jet Propulsion olan tahrik bir püskürtülmesiyle üretilen bir yönde bir nesnenin jet arasında sıvı ters yönde. By Newton'un üçüncü yasa , hareketli gövde jet ters yönde itilir. Tepkili motorlar püskürtme itmesi ilkesine faaliyet şunlardır jet motorunu için kullanılan uçaklar itme gücü , pompa-jet için kullanılan deniz itme gücü ve roket motoru ve itici plazma için kullanılan uzay aracının sevk . Biyolojik sistemler, belirli sistemlerin tahrik mekanizmalarını içerir.kafadanbacaklılar , deniz tavşanları , eklembacaklılar ve balık gibi deniz hayvanları .
Fizik
Jet Propulsion bazı tarafından üretilen reaksiyon motorlar itme hızlı hareket eden bir tarafından üretilen zaman ya da hayvanların jet arasında akışkan uygun olarak Newton hareket yasaları . Reynolds sayısı yüksek olduğunda en etkilidir - yani, hareket ettirilen nesne nispeten büyüktür ve düşük viskoziteli bir ortamdan geçer.
Hayvanlarda, en verimli jetler, en azından Reynolds sayısı 6'dan büyük olduğunda, sürekli olmaktan ziyade darbelidir.
Spesifik dürtü
Spesifik dürtü (genellikle I sp olarak kısaltılır ), bir roketin itici gazını veya jet motorunun yakıtı ne kadar etkili kullandığının bir ölçüsüdür . Tanım olarak, tüketilen itici gaz birimi başına verilen toplam itme (veya momentumdaki değişiklik ) olup , üretilen itme kuvvetinin itici kütle akış hızına veya ağırlık akış hızına bölünmesiyle boyutsal olarak eşdeğerdir . Eğer kütlesi ( kg , pound kütle veya sülük ) itici birimi olarak kullanılır, daha sonra özel darbe birimlerine sahiptir hızı . Bunun yerine ağırlık ( newton veya pound-force ) kullanılıyorsa, belirli dürtünün zaman (saniye) birimleri vardır. Akış hızının standart yerçekimi ( g 0 ) ile çarpılması, özgül darbeyi kütle bazından ağırlık bazına dönüştürür.
Daha yüksek bir özgül itme gücüne sahip bir sevk sistemi, itici gazın kütlesini ileri itme yaratmada daha etkili bir şekilde kullanır ve bir roket durumunda , Tsiolkovsky roket denklemine göre belirli bir delta-v için daha az itici gerekir . Roketlerde bu, motorun irtifa, mesafe ve hız kazanmada daha etkili olduğu anlamına gelir. Bu etkinlik, kanat kullanan ve yanma için dış havayı kullanan ve iticiden çok daha ağır yükleri taşıyan jet motorlarında daha az önemlidir.
Spesifik itme, yanma için kullanılmış olan ve kullanılmış itici gazla birlikte atılan dış havanın sağladığı itme katkısını içerir. Jet motorları dış havayı kullanır ve bu nedenle roket motorlarından çok daha yüksek bir özgül dürtüye sahiptir. Harcanan itici kütle açısından özgül dürtü, "etkili egzoz hızı" olarak adlandırılan yapay bir hız olan zaman başına mesafe birimlerine sahiptir. Bu, gerçek egzoz hızından daha yüksektir çünkü yanma havasının kütlesi hesaba katılmaz. Hava kullanmayan roket motorlarında gerçek ve efektif egzoz hızı aynıdır.
Spesifik darbe, kg/(N·s) cinsinden SFC için I sp = 1/( g o ·SFC) ve lb/(lbf cinsinden SFC için I sp = 3600/SFC ) ilişkisi ile özgül yakıt tüketimi (SFC) ile ters orantılıdır. · saat).
itme
SI birimlerinde belirli dürtü itme tanımından:
burada V e etkin egzoz hızı ve itici akış hızıdır.
Reaksiyon motoru türleri
Reaksiyon motorları, katı veya sıvı reaksiyon kütlesini dışarı atarak itki üretir ; jet tahriki yalnızca sıvı reaksiyon kütlesi kullanan motorlar için geçerlidir.
Jet motoru
Bir jet motoru, çalışma sıvısı olarak ortam havasını kullanan ve onu bir veya daha fazla memeden yayılan sıcak, yüksek basınçlı bir gaza dönüştüren bir reaksiyon motorudur . Jet motorunun, iki tip turbojet ve turbo-fan , istihdam eksenel akış ya da santrifüj kompresörler önce basıncı yükseltmek için yanma ve türbin sıkıştırma sürücü. Ramjetler , yüksek hız tarafından üretilen dinamik basınca (ram sıkıştırması olarak bilinir) bağlı olarak kompresörleri ve türbinleri hariç tuttukları için yalnızca yüksek uçuş hızlarında çalışırlar . Darbe jetleri de kompresörleri ve türbinleri hariç tutar, ancak statik itme üretebilir ve sınırlı maksimum hıza sahip olabilir.
roket motoru
Roket, uzay boşluğunda çalışabilir , çünkü havadaki oksijeni kullanmak yerine kendi oksitleyicisini taşıyan araca bağlıdır veya nükleer roket durumunda, atıl bir iticiyi (sıvı hidrojen gibi) ısıtır. ) bir nükleer reaktörden geçmeye zorlayarak .
plazma motoru
Plazma iticileri bir ivme plazma tarafından elektromanyetik yollarla.
pompa jeti
Deniz tahriki için kullanılan pompa jeti, çalışma sıvısı olarak, kanallı bir pervane , santrifüj pompa veya ikisinin bir kombinasyonu tarafından basınçlandırılan suyu kullanır .
Jet tahrikli hayvanlar
Kalamar gibi kafadanbacaklılar , avcılardan hızlı bir şekilde kaçmak için jet tahrikini kullanır ; yavaş yüzmek için başka mekanizmalar kullanırlar. Jet içinden püskürtme su ile üretilir sifon bunlar tipik olarak en exhalent hızı meydana getirmek üzere küçük bir açıklığın daralan. Su, ekshalasyondan önce solungaçlardan geçerek ikili solunum ve hareket etme amacını yerine getirir. Deniz tavşanları (gastropod yumuşakçalar) benzer bir yöntem kullanır, ancak kafadanbacaklıların karmaşık nörolojik makineleri olmadan biraz daha beceriksizce hareket ederler.
Bazı teleost balıklar , yüzgeçli hareketi desteklemek için solungaçlardan su geçirerek jet tahriki geliştirmiştir.
Bazı yusufçuk larvalarında, jet tahriki, suyun özel bir boşluktan anüs yoluyla dışarı atılmasıyla sağlanır. Organizmanın küçük boyutu göz önüne alındığında, büyük bir hız elde edilir.
Tarak ve cardiids , siphonophores , (örneğin zarlılar salps ) ve bir deniz anası da istihdam tepkili. Jetle çalışan en verimli organizmalar, kalamardan daha az enerji (kilogram/metre başına) kullanan salplardır.