Выполняя исследовательскую работу в рамках итогового индивидуального проекта по физике на тему «Реактивное движение ракеты», ученица 9 класса изучила способы соединения ступеней ракеты, а также подробно описала структуру летательного аппарата, ракеты, рассмотрела виды движения ракеты.

В своем исследовательском проекте о реактивном движении ракеты обучающаяся 9 класса подробно изучив теорию полета ракеты, своими руками создала наглядные примеры, в том числе: макет ракеты снаружи и внутри, макет ракеты в полете, а также макет движения ракеты вперед.

Оглавление

1. Константин Эдуардович Циолковский
2. Ракета Константина Эдуардовича Циолковского
3. Космос и Константин Эдуардович Циолковский
4. Способы соединения ступеней
5. Ракета - летательный аппарат
6. Реактивное движение
7. Реактивное движение «Параллельное»
8. Последовательное
9. Макет: «Ракета внутри и снаружи»
10. Макет: «Полет»
11. Макет: «Движение вперед»

Вклад Константина Эдуардовича Циолковского в развитие реактивного двигателя заключается в следующем:

Осознание принципа реактивного движения. В 1896 году учёный окончательно пришёл к выводу, что единственным техническим средством для полёта в космос является ракета. До Циолковского ракеты ассоциировались с двумя вещами: фейерверками и войной. Ученый впервые предложил взглянуть на них как на транспорт.

В своих работах исследователь не только подробно описал теорию полета ракеты, но и перечислил ее преимущества перед альтернативным космическим транспортом, например гигантской пушкой (по мнению Циолковского, создание ракет было значительно дешевле). Первое изображение «реактивного прибора» должно было появиться в журнале «Научное обозрение» еще в 1903 году, но чертеж не попал в печать и был опубликован только в 1962 году. Статьи «Исследование мировых пространств реактивными приборами». В ней Циолковский описал основы теории

Циолковский предложил первый проект ракеты дальнего действия. ГИРД-09 — экспериментальная советская ракета на гибридном топливе. В 1933 году Группа исследователей реактивного движения запустила ее с подмосковного полигона в Нахабине. По характеристикам ракета сильно уступала современным: ее стартовая масса составляла 19 кг, а полет продлился 18 секунд, в течение которых ракета поднялась всего на 400 метров. Но даже такие результаты впечатлили Циолковского.

Ракета представляет собой металлическую продолговатую камеру, похожую по форме на дирижабль или большое веретено ну или подводного обитателя. Её характеристики были близки к реально сконструированным позднее моделям: обтекаемый корпус из металла и реактивный двигатель. На слайде представлен один из макетов ракет Циолковского.

Вычислил работу по преодолению силы земного тяготения и нашёл величину скорости, необходимой для ухода аппарата с околоземной орбиты в Солнечную систему. Величину скорости он впервые показал в 1933 году выступив научным консультантом фильма «Космический рейс».

Там входе работы он создал для съемочной группы серию поясняющих иллюстраций, в том числе изображение спутника-ракеты. В подписях к эскизам он не только указал первую космическую скорость (около 8 км/с), но и достаточно точно определил время обращения спутника вокруг Земли — «около 5400 секунд» (1,5 часа).

Циолковский первым научно обосновал возможность получения космических скоростей полёта при помощи многоступенчатых ракет. Он предложил два типа ракеты — с последовательным и параллельным соединением ступеней, дал строгую математическую теорию их движения. Конструктивно многоступенчатые ракеты выполняются c последовательным или параллельным разделением ступеней. При последовательном разделении ступени размещаются одна над другой и работают последовательно друг за другом, включаясь только после отделения предыдущей ступени.

Недостаток её заключается в том, что ресурсы последующих ступеней не могут быть использованы при работе предыдущей, являясь для неё пассивным грузом. Трёхступенчатая ракета-носитель с продольно-поперечным разделением «Союз-2».

При параллельном разделении первая ступень состоит из нескольких одинаковых ракет (на практике — от 2 до 8) или разных, работающих одновременно и располагающихся вокруг корпуса второй ступени симметрично, чтобы равнодействующая сил тяги двигателей первой ступени была направлена по оси симметрии второй.

Ракета-летательный аппарат, двигающийся в пространстве за счёт действия реактивной тяги, возникающей только вследствие отброса рабочего тела и без использования вещества из окружающей среды, также ракета — это летающие устройства, праздничные забавы, космические ракеты-носители.

Реактивное движение ракеты происходит за счёт изменения её массы, которая уменьшается при сгорании топлива. После того как поджигается запал, химические элементы внутри ракеты воспламеняются, происходит сильный выброс, который толкает ракету в небо. Если смотреть более подробно принцип работы заключается в том, что, когда ракета стартует, её двигатель запускает процесс сгорания топлива, который приводит к образованию большого количества горячих газов. Эти газы с высокой скоростью выбрасываются в космос через сопло.

Выбрасываемые газы создают реактивную силу, которая толкает ракету в противоположную сторону. Скорость ракеты зависит от её массы и скорости струи газа, выходящей через сопло. Особенность реактивного движения — тело может ускоряться и тормозить без какого-либо внешнего взаимодействия с другими телами.

Такая схема позволяет работать двигателю второй ступени одновременно с двигателями первой, увеличивая, таким образом, суммарную тягу, что особенно нужно во время работы первой ступени, когда вес ракеты максимален. Ракета с параллельным разделением ступеней, теоретически, может иметь неограниченное количество ступеней, работающих параллельно, но на практике количество таких ступеней ограничено двумя.

Первая ступень обеспечивает первоначальный подъём ракеты. Она сжигает топливо и создаёт основную тягу для преодоления земного притяжения. Когда первая ступень расходует своё топливо, она отсоединяется и падает обратно на Землю. Вторая ступень начинает работать после отсоединения первой. Она продолжает разгонять ракету и помогает ей достичь орбиты. Третья ступень (и последующие) включаются, если ракета предназначена для полёта на дальние расстояния, например, к Луне или Марсу.

Каждая ступень обеспечивает необходимые манёвры для выхода ракеты на орбиту или на траекторию полёта к другому небесному телу. Каждая ступень ракеты весит меньше предыдущей, поскольку с набором высоты сила притяжения Земли уменьшается. Процесс может повторяться несколько раз, и сколько раз он происходит, столько и ступеней содержит космическая ракета

«Человечество не останется вечно на земле, но в погоне за светом и пространством сначала робко проникнет за пределы атмосферы, а затем завоюет себе всё околосолнечное пространство» К.Э. Циолковский. Эта цитата теперь является главным стимулом для космонавтики и движет прогресс вперед.

Для изготовления макета понадобится:
бумага, фломастеры (зелёный, серый, голубой, красный, жёлтый, чёрный), плотный картон, картон (голубой, тёмно-синий, чёрный), клей карандаш, клей пистолет, двухсторонний скотч.

Этапы изготовления:

1. Начертить на листке размер ракеты и основные его отсеки.
2. Раскрасить основные отсеки.
3. Вырезать из плотного картона деталь, которая по размерам сходиться с ранее начерченными размерами ракеты.
4. Склеить лист с начерченной ракетой и деталь из плотного картона (клеем карандашом).
5. Взять цветной картон тёмно-синего цвета и вырезать из него трапецию, подходящую по размеру самой будущей ракеты.
6. Приклеить эту трапецию боковыми сторонами к основной детали (деталь из плотного картона, использовать клей пистолет).
7. Вырезать из чёрного картона полоску, подходящую по размеру к трапеции в изогнутом положении и к основной детали.
8. Приклеить полоску к основной детали так, чтоб края трапеции и края полоски совпадали и между ними не было просвета (клеем пистолетом).
9. Вырезать из голубого картона полоску и разрезать её на более мелкие полоски по 1 сантиметру.
10. Приклеить маленькие полоски по периметру основы из чёрной детали (клеем пистолетом)
11. Скрепить две крайних полоски с основной деталью (клеем пистолетом);
12. Скреплять полоски между собой к центру (клеем пистолетом),
13. Вырезать небольшой треугольник из тёмно-синего картона;
14. Приклеить треугольник к верху основной детали и к верху соединённых полосок;
15. Вырезать небольшую по ширине, но длинную полоску и разместить её, чтобы закрыть соединение чёрной детали и голубых полос;
16. Наклеить поверх на основную деталь контур из тёмно-синего картона.
17. Внизу закрыть щель картонной вставкой (под размер щели)

!! МАКЕТ ГОТОВ!!!

Для изготовления макета понадобиться:
Фоамиран, клей пистолет, две тонкие резинки, и небольшая труба из сшитого пенополиэтилена

Этапы изготовления:

1. Возьмем отрезок трубы из сшитого пенополиэтилена (изоляции для труб).
2. Сделаем аэродинамические стабилизаторы из фоамирана
3. Вырежем отверстие в трубе
4. Закрепим в корпусе аэродинамические стабилизаторы в трубе
5. Для воспроизведения реактивной энергии в носовом отсеке ракеты проделаем 2 отверстия
6. Вставим 2 связанные между собой тонкие резинки.

!! МАКЕТ ГОТОВ!!!

Для изготовления макета понадобиться:
Бумага, клей, краски, кисточки, баллончик с краской

Этапы изготовления:

1. Печатаем или рисуем чертежи, по которым будем складывать (Можно найти в интернете)
2. Вырезаем чертежи
3. Складываем их по чертежу
4. Склеиваем все детали, которые у нас вырезаны
5. Красим краской огонь и иллюминатор (ждем пока все высохнет)
6. Берем баллончик красим подставку и саму ракету
7. Ставим ракету на подставку и приклеиваем

!! МАКЕТ ГОТОВ!!