پیشرانش، چرا و چطور؟ | هوافضای جوان

پیشرانش، چرا و چطور؟

همه چیز از یک قانون شروع می‌شه، اینکه در طبیعت برای رسیدن به هر چیزی باید هزینه‌ای پرداخت بشه، شاید این قانون در ظاهر ساده باشه اما تمام بحثمون در طرح درس پیشرانش از همین قانون ناشی می‌شه. برای اینکه از نقطه‌ای به نقطه دیگه‌ای حرکت کنیم، مجبوریم هزینه این حرکت رو پرداخت کنیم. منظور از این هزینه پرداخت پول نیست، بلکه انرژی ایست که مجبوریم برای این کار صرف کنیم.

وقتی در حال راه رفتن هستید، برای این کار انرژی صرف می‌کنید و اگر چند لحظه‌ای از صرف انرژی دست بکشید، حرکتتون متوقف خواهد شد. اما چرا این اتفاق می‌افته؟ دلیل این مسأله اینه که متاسفانه یا خوشبختانه ما انسان‌ها توپ بولینگ نیستیم که با یک نیروی اولیه تا انتهای مسیر رو به راحتی طی کنیم. نیروهای طبیعی زیادی سعی می‌کنند تا حرکت ما رو متوقف کنند و دقیقاً به همین دلیل ما ناچار به صرف انرژی مداوم برای حرکت کردن هستیم.

این موضوع به همین صورت برای هواپیماها هم مطرح هست، نیروی طبیعی‌ای که سعی داره جلوی حرکت هواپیما رو بگیره، مقاومت هواست که اون رو با عنوان “نیروی پسا یا درگ” می‌شناسیم، هواپیماها برای جابجایی از نقطه‌ای به نقطه دیگه، مجبورند هزینه غلبه بر نیروی مقاومت هوا رو بپردازند. این موضوع دلیل نیاز هواپیماها به موتور هست. همونطور که می‌دونید اگر موتور یک هواپیما در طول پرواز خاموش بشه یا از کار بیفته، مقاومت هوا در مدت کوتاهی سرعت هواپیما رو کاهش میده و در این صورت پرواز بیش از چند دقیقه ادامه پیدا نمی‌کنه.

1134244

اساس کار موتور هواپیما

ما انسان‌ها برای راه رفتن از زمین کمک می‌گیریم، یعنی در واقع این قدم گذاشتن روی زمین هست که ما رو به جلو میبره در واقع ما با پاهامون زمین را به سمت عقب هل میدهیم و عکس العمل این نیرو مارا جلو میبره، اما یک هواپیما در زمان پرواز چنین کمکی از طرف زمین در اختیار نداره و مجبوره روش دیگه ای برای غلبه بر مقاومت هوا پیدا کنه. مبنای کار موتورهای هواپیما برای غلبه بر نیروی مقاومت هوا، دقیقاً مثل عملکرد یک شناگر هست. در زمان شنا نیروی مقامت آب هست که بسیار قدرت مندتر از مقاومت هوا، سعی داره مانع از حرکت بشه. در مقابل قانونی به نام “پایستگی اندازه حرکت” به کمک شناگر میاد.

gal5

اندازه حرکت یک خاصیت فیزیکی یک جسمه و برابر با جرم اون جسم، ضرب در سرعت اون جسم هست. قانون پایستگی اندازه حرکت اساس همه سیستم های پیشرانشی هوافضایی است و ما در زمان شنا هم بدون اینکه خودمون بدونیم از آن استفاده میکنیم. طبق این قانون “اگر از نیروهایی که از خارج یک مجموعه به اجزای اون مجموعه وارد میشه صرف نظر کنیم، مجموع اندازه حرکت اجزای این مجموعه ثابت خواهد بود.” فرض کنید شما و یک نفر که دو برابر شما وزن داره روی یک زمین کاملاً لیز ایستاده باشید… در این صورت به خاطر لیز بودن زمین میشه از نیرویی که زمین به شما وارد میکنه (که نیرویی از خارج مجموعه ی دو نفره شماست) صرف نظر کرد. در این صورت اگر فرد همراهتون رو به سمت خودتون بکشید، طبق قانون پایستگی اندازه حرکت، خودتون با سرعتی دو برابر اون به سمتش حرکت خواهید کرد. چون طبق قانون پایستگی اندازه حرکت، مجموع بردارهای اندازه حرکت شما دو نفر باید ثابت بماند.

در شنا از همین حربه استفاده میکنیم، شناگر با حرکات دست و پا یک مشت آب را به عقب پرتاب میکند و سرعت کمی به سمت جلو میگیرد، با تکرار این کار میتونه سرعت خودش رو افزایش بده و به نیروی پسای ناشی از مقاومت آب غلبه کنه.

به همین صورت، هواپیماها نیز مجبورند موتوری داشته باشند که به صورت مداوم هوا را به سمت پشت سرشان پرتاب کند. موتورهای موشک ها و هلیکوپترها هم با تفاوت های جزئی، اساس مشابهی برای ایجاد نیروی پیشران دارند. در بخش های آتی طرح درس پیشرانش، با انواع موتورهای هوافضایی، اجزا و جزئیات بیشتری از نحوه کار آنها آشنا میشویم.

flowtj

 

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

لطفا معادله امنیتی را وارد کنید. * Time limit is exhausted. Please reload the CAPTCHA.