Вот ты господи! Пусть скорость на входе в трубу будет меньше(хотя, как в водопроводе определить скорость на входе), чем на выходе. Через что на трубу передаётся реакция струи? Стенки трубы параллельны реактивной силе.

Через воду передается на стенки трубы.

На выходе трубы считаем, что давление 0, на входе в трубу давление P. Внутри трубы струя воды будет иметь возрастающее давление от выхода ко входу. Распределение, естественно, нелинейное.

Сначала давление быстро повысится почти до P, затем почти не меняется. То есть, достаточно рассматривать короткий отрезок трубы от ее выхода, длина отрезка зависит от диаметра трубы: диаметр меньше - отрезок короче. Такая зависимость происходит из законов гидродинамического сопротивления.

В оставшейся сколь угодно длинной части трубы, давление будет мало отличимо от P. Вся эта часть будет играть роль упора. Как будто есть стакан с дном, из которого течет вода.

По определению, давление есть сила/площадь. Давление действует во все стороны. Действие его на параллельные стенки трубы приводит к возникновению противоположно направленных сил, они взаимно компенсируются. Давление, действующее на "дно стакана", будет вызывать реактивную силу.

Вообще, в любом месте, где есть передад давлений, будет возникать реактивная сила. Если посредине трубы есть заужение - в узком месте скорость потока возрастает, давление падает.
Но до этого узкого места и после него давление постоянное - реактивные силы будут взаимно компенсироваться и труба никуда не поползет. Иначе получился бы реактивный двигатель без отброса массы. Но последствия реактивной силы можно наблюдать экспериментально - труба в месте заужения будет растягиваться и может порваться.

KSA:
Т.е. возвращаясь к нашим баранам, сила тяги в реактивном двигателе "упирается" в сжатый в нем воздух, и через силы трения на стенки.

Здесь уже приводился хороший пример с надутым шариком. В нем ничего не крутится, а шарик летит вперед. Внутри шарика есть давление, которое действует изнутри на боковые и переднюю стенки, и нет только давления на заднюю часть, из которой воздух истекает наружу. Вот собссно разница этих давлений и толкает шарик вперед, а равнодействующая сила суммируется из распределенных сил, действующих на поверхность шарика изнутри. Точно так же и в ГТД. После компрессора внутри находится сжатый газ, который давит на унутреннюю поверхность ГТД, и не давит только на заднюю часть, где находится сопло.

ВСё-таки с шариком проще, стенки у него непараллельные, более того есть передняя стенка. Есть куда упереться. Ну, а, в общем, я так и думал. Теперь суммируем: тяга в реактивном двигателе(ТРД, ТРДД, ПВРД, ПуВРД), по большому счету, создается в сопле, за счет разгона и выброса массы разогретого рабочего тела с огромной скоростью. При этом создается реактивная сила, направленная в обратную, истекающей струе, сторону. Это и есть тяга двигателя, которая через сжатый в двигателе воздух передается на стенки двигателя... Ну, а дальше все понятно.
Спасибо за помощь!

Алексей Б.:

Вот ты господи! Пусть скорость на входе в трубу будет меньше, чем на выходе. Через что на трубу передаётся реакция струи? Стенки трубы параллельны реактивной силе.


примем ваше предположение пусть скоростъ на выходе из прямой трубы больше чем на входе, за счет чего она возрастет, как вы это себе представляте физически?

Эксперимент с прямым шлангом показал, что реактивной силы нет.

neustaf:

Посмотрите чуть выше, KSA, по-моему , все правильно объяснил. В, конце концов, труба находится под наклоном, жидкость разгоняется за счет силы тяжести.

?:
а с душем? Неужели не замечали, когда резко подать сильный напор?

Если шланг не выпрямлять то есть сила, а если его выпрямить - напора не чувствуется. Если резко включить - есть что-то типа удара, но это за счет изменения давления, так как реативная сила действовала бы все время пока течет вода. Вообще, можно измерить расход и посчитать "силу", которая должна быть :-)

Алексей Б.
В ГТД роль передней стенки выполняет как-раз таки компрессор. В результате силы давления на боковые стенки двигателя взаимно уравновешивают друг друга, поскольку направлены в разные стороны, а неуравновешенной остается только сила давления на компрессор, которая и толкает самолет вперед. Делаем окончательный вывод: сила давления газа распределена равномерно по всей внутренней поверхности ГТД, но полезную работу совершает в основном только давление, воздействующее изнутри на лопатки компрессора.

?:
Сила есть всегда, вы правильно сказали, чувствуется или нет. Просто в момент пуска воды вы это чувствуете, т.к. резкий перепад. Затем рука привыкает... и то если напор хороший - чувствуется.

Нет, я не совсем точно выразился, заработался видать...
Сила возникает только из-за неровности/негладкости шланга. И как только пускаешь воду это заметно, но потом, когда течение установится и шланг выпрямится - силы нет. В моем эксперименте шланг лежал на стальных прутьях :-)
Можно провести такой эксперимент, возьмите длинный полиэтиленовый пакет или длинный резиновый шарик и сделайте аналог трубы :-) Попробуйте в нее дуть - "труба" выпрямится. Будет ли возникать сила толкающая "трубу" в направлении противоположном выдуву?
Или, например, возникает ли сила в шланге при включении пылесоса?

вот так!:
Т.е. все-таки, через подшипник? Опять всё с начала. Где компрессор в ПВРД?

Director зрит в корень. А поговорить? :)
Еще раз спасибо за ссылку на книгу Пермского завода. Распечатываю и читаю. Лучше всякого детекива.

Алексей Б.
И через подшипник тоже, но не только. Я не точно выразился- полезная сила действует не только на лопатки, но и на любую вертикальную плоскость на компрессоре, в т.ч. на элементы конструкции подвески ротора, а также на вертикальную составляющую плоскости диффузора. Собственно, он давит на все плоскости перпендикулярно их поверхности, но двигает самолет вперед только горизонтальная составляющая этой силы. В ПВРД нет компрессора, но есть диффузор. Газ давит изнутри на его поверхность, а двигает самолет вперед горизонтальная составляющая этой силы.

А как же иначе?!:
А почему только на компрессор? На турбину, на камеру сгорания. Они же ближе к соплу. А вы видели разрез двигателя? Да эти тонны тяги вырвут КС и не заметят как. Подшипники
в двигателях применяются сверхлегкой, особо легкой, легкой и средней серий. А вы на них хотите посадить 10-12, а то и больше тонн тяги.
А прямоточник в разрезе видели? Обечайка диффузора сделана из тонкого листа. Разорвет его сила тяги приложившись.

ksa:

Через воду передается на стенки трубы.

На выходе трубы считаем, что давление 0, на входе в трубу давление P. Внутри трубы струя воды будет иметь возрастающее давление от выхода ко входу. Распределение, естественно, нелинейное.

если естъ перепад давления, но нет разницы скоростей тяга равна нулю.
силы трения работают против направления движения и не могут создавать тягу.



Алексей Б.:
В, конце концов, труба находится под наклоном, жидкость разгоняется за счет силы тяжести.

то есть, по вашему если поставить трубу вертикально лить в нее воду, она будет в трубе разгонятся за счет силы тяжести и из-за трения о стенки воды труба полетит вверх?

вспомните работу ПуВРД, там находятся клапаны, (шторки называэт как хотите) которые работают на перепаде давлений перед ними и за ними в камере сгорания.

Если стакан наполнить водой и поставить на стол, сверху давление 0, у дна - P. Разницы скоростей нет, но на дно стакана действует сила. Если стол убрать, под действием этой силы стакан начнет двигаться и упадет на пол. Если нет поля внешних сил, то для создания перепада давлений вода должна двигаться.

2 Алексей Б.:
"Усложним задачу. Все поливали огород водой из шланга. Там вообще ничего нет, даже диффузора. А при хорошем напоре и из рук вырвать может. Во что упирается сила истекающей воды? Я не прикалываюсь. Если, кто, действительно, понимает - объясните."

Объясню как физик физику :-)Первичная реактивная сила в этом случае "упирается" в крыльчатку насоса. Однако, держа шланг в руках, чувствуете вы не ее, а "вторичную" силу, которая возникает из-за изгиба шланга. При этом, если просуммировать все эти "вторичные" силы на пути от насоса к рукам, то окажется, что в сумме они дадут ноль - грубо говоря, изгиб шланга вырывается у вас из рук, но в тоже время противоположный изгиб шланга так же сильно пытается вдавиться в землю. Если распрямить полностью шланг - никакого напора не почувстуете (ну, за исключением небольшой тяги за счет трения воды о шланг, но она направлена в сторону струи!). В любом случае, вся "реактивная тяга" уходит в насос, но ему пофиг, он прикручен.

ksa:

Если стакан наполнить водой и поставить на стол, сверху давление 0, у дна - P.

а если воду из стакана убрать давление снизу 0 вверху 0. потом убрать стол, стакан что в воздуху зависнет? разности давлений нет. должон по вашему висеть. вы свои примеры сквозь призму здравого смысла пропускайте.

Охренеть, третью страницу исписали про реактивную тягу. Да спецы, чтобы сказали ваши преподы по ТАДу и аэродинамике?

"И, всве-таки, через что передвется тяга на корпус двигателя (а затем уж на узлы подвески) в прямоточном двигателе? Никаких турбин, подшипников, компрессоров... Спереди дырка и сзади дырка."

Ликбез номер 2 :-)
Тут немного сложнее чем со шлангом.. В конечном счете, тяга в ПРД передается через стенки камеры сгорания, через входной формирователь ну или как он там называется. Проблема в том, что, как и в любом двигателе непрерывного цикла, для запуска нужно обеспечить положительную обратную связь - грубо говоря, впрыск топлива должен стимулировать двигло к впрыску еще большего кол-ва топлива :-) На земле это обеспечить для ПРД невозможно - если начать просто лить в ПРД горючку, он просто сгорит. Положительная обратная связь начинается с некоторого (большого!) давления воздуха на входе - поэтому ПРД работоспособны только на больших скоростях. Происходит там следующее: начиная с некоторого давления на входе, газам становится "выгоднее" вырываться назад, в сопло, и разгонять двигло вперед, чем вырываться в обе стороны, как на земле.

Смешно читать такое даже мне, авиадизелисту в прошлом. В самом вопросе уже есть ответ, тяга, это то, что тянет значит тяга в ГТД создётся "спереду". Но и с "заду" тоже что-то есть, но это не тяга, а что-то другое.

А кто говорил, что стакан материальный и следовательно, имеет вес? В шланге никакого стакана нет. И как из дна настоящего стакана может течь вода? Модель от реальности нужно уметь отличать. Иначе каждую молекулу прийдется рассматривать отдельно. Да и кто эти молекулы видел?

А теперь вспомните первый реактивный двигатель. Горизотальная трубка, концы её загнуты, один по ходу часовой стрелки, другой против. Трубка подвешена на вертикальную полую ось, полость которой соеденина с полостью трубки. Ось сверху соединяют с емкостью наполненной водой. Вода течет из емкости по оси, из оси в трубку, из трубки наружу. Трубка начинает вращаться. Ни насосов, ни диффузоров.
И давайте не будем "смешно", "ликбез"... Обычно, кому смешно, тот чаще всего говорит откровенные глупости. Просто, к очень многим процессам мы относимся , как к должному, не задумываясь. Есть и есть. А если вдуматься... Сами видите - сколько людей - столько мнений. А правда-то одна. И хорошо б до нее докапаться. Да, в молодости где-то, что-то не доучили... Что ж теперь делать? Вопросы-то остались. А профессора по гидрогазодинамике, теории ВРД сюда, почему-то не заходят.
И потом, я говорил, что читаю неплохую книженцию, на которую дана ссылка director на этой ветке. И нет там прямого ответа на это вопрос. По-крайней мере, не нашел, пока. Порой вопросов больше появляется, чем ответов.

Да потому что концы трубы загнуты :-) Думаете при искривлении траектории сил не возникает? Про третий закон Ньютона Директор уже ссылку давал :-)

Алексей Б.:
ksa:
-----------
принцип реактивного движения приращение в движителе суммарного количество движения М*V, это приращение требует подвода энергии, по другому его просто не откуда взять,

ваша какая угодно по длине труба или стакан всегда будет статична произведение массы находящийся в ней воды на скорость постоянно. для увеличение скорости требуется подвод энергии, если разгонять воду за счет изменение проходного сечения (V*Sсечения=const) требуется избыточное давление (насос) вода ускоряется на крыльчатку насоса передается противодействие (второй закон ньютона) к нему приложена реактивная сила толкающая его и в том случае если он жестко соединен с трубой , то и трубу назад.
----------
теперь вспомните первый реактивный двигатель.

насколько мне помнится там было чуть по другому емкость с водой над огнем и через выходные патрубки выходил пар. источник энергии либо подвод тепла, либо столб жидкости (который так же необходимо создать, внешним подводом энергии) изменение количества движение векторное (изменение направления потока) пример со шлангом возьмите шланг согните его на 180 градусов откройте воду. он распрямится . в каждой точке изогнутости к нему будет приложена реактивная сила от изменения направления вектора скорости - как только он станет прямым реактивность изчезнет скорость const , нет действия. нет и противодействия.

2 Алексей Б.:
"А теперь вспомните первый реактивный двигатель. Горизотальная трубка, концы её загнуты, один по ходу часовой стрелки, другой против. "

Оба по часовой, вообще-то... Или оба против :-)

"Трубка начинает вращаться. Ни насосов, ни диффузоров."

Насос есть-таки. Это сама банка с водой, которая стоит сверху. Этот "насос" отбрасывает воду, скажем, по часовой стрелке.
И за счет этого сам начинает крутиться против часовой.

Фобос:
Опять в терминологию уперлись. Если смотреть на трубку в плане, один конец загнут влево, другой вправо. Половинка свастики. Ось вращения - посередине. И если говорить о насосе, то насосом здесь является столб жидкости, т.е. насос - сила тяжести. Вода истекает из трубок под своим весом.

neustaf:
Может, вы и правы - пар. Но, на самом деле не важно пар или вода. Принцип остаётся тем же. Теперь, в моем примере с трубкой - вы считате, что если трубку разогнуть, то не будет реактивной силы? Т.е. на ось вращения не будет ничего действовать? В, общем, да, не будет, но из-за того, что потоки, выходящие из трубки противоположны и равны. А вот если трубку распрямить и один конец заглушить, то на ось будет действовать сила, равная секундному расходу жидкости на разность скоростей потока. Начальная скорость будет равнять нулю, значит только на скорость истечения жидкости из отверстия.

А вот если трубку распрямить и один конец заглушить, то на ось будет действовать сила, равная секундному расходу жидкости на разность скоростей потока. Начальная скорость будет равнять нулю, значит только на скорость истечения жидкости из отверстия.

имеется изменение скорости
в первом случае из вертикальной в горизонтальную - криволинейное движение dV/dt, из-за изменения вектора скорости, реактивная сила приложена к вашему заглушенному концу трубки.

во втором случае dV/dt изменение скорости по величине от нуля в емкости с кипящей водой до V скорости истечения пара на выходе реактивная сила приложена к самой емкости при прямом трубке, либо к изгибу колена за счет изменения направления движения.

в любом случае есть F=ma, где а=dV/dt, есть сила изменяющая скорость потока (по направлению или величине) в результате появляется противодествующая сила напрвленныя в противоположную сторону (реактивная сила) F=-F. по другому реактиная сила не работает.

Кстати, вспомнил! В детстве у меня была классная игрушка! Небольшой ручной насос, с выходом, перпендикулярным оси насосоа. Пластмассовая ракета. В ракету заливали воду. При помощи замка приделывали к насосу. Качали, покуда хватало сил, открывали замок и ракета летела метров на 5, обдавая внизу стоящих потоком воды. Классичесий пример реактивного движения!

neustaf:
Всё правильно, но почему везде с реактивной силой присутствует "изгиб" "изменение направления"? По-моему, реактивной силе все-равно, есть изгиб или нет. Или так проще представить точку ее приложения - предмет нашей дискуссии? Если есть хоть одна непараллельная поверхность реактивной силе, значит именно через неё она и передается. Может быть... Но мне трудно представить, что громадная тяга, опять-таки, прямоточного двигателя, передается на его корпус через небольшой участок чуть наклоненного к оси действия тяги, сделанного из тонкого листа, диффузора.

Тут надо уточнить: сколько это "громадная тяга" и сколько это "тонкий лист".

2 Алексей Б.:

"Всё правильно, но почему везде с реактивной силой присутствует "изгиб" "изменение направления"? По-моему, реактивной силе все-равно, есть изгиб или нет."

Да дело не в изгибе. Дело в том, что двигатель изменяет импульс рабочего тела, и за счет этого изменения импульса возникает тяга.
Каким именно способом он изменяет импульс - неважно, главное он это делает.

Банка с кривой трубкой изменяет импульс воды с "направленного вниз" (когда вода стекает по вертикальному участку трубки)
на "направленный в сторону" (когда вода вытекает из изогнутого участка) - и за счет этого изменения импульса крутится сама.

Если просто подвесить банку с вертикальной трубкой - вода будет выливаться, но банка не будет взлетать вверх.

Знаете почему? Потому что в этом случае сама банка _не изменяет_ импульс воды. Это за нее делает сила тяжести.

"Но мне трудно представить, что громадная тяга, опять-таки, прямоточного двигателя, передается на его корпус через небольшой участок чуть наклоненного к оси действия тяги, сделанного из тонкого листа, диффузора"

:-)
А то, что громадная тяга "Союза" на старте вся целиком приложена к передней стенке камеры сгорания, вообще умопомрачительно, да?

Фобос:
Насчет банки с вертикальной трубкой - несогласен. Взлетать не будет, соотношение веса и силы разное, но реактивная сила будет. Посмотрите моё сообщение про игрушку. То же самое. Накачка нужна только для старта. Дальше вода истекает в одну сторону - ракета летит в другую. Вспомните гипотетический опыт: вы стоите на платформе висящей в безвоздушном пространстве, на ней лежит кучка камней, вы бросаете камни - платформа начинает двигаться в противоположную сторону. Важен выброс массы. А уж какова будет сила, зависит от скорости и этой самой массы. Да, что это я? Вы ж формулу знаете...
А громадная тяга "Союза" складывается из большого количества двигателей. И насколько я помню, в ЖРД передня стенка самое толстое место и толщина там приличная.

Насчет банки с вертикальной трубкой - несогласен. Взлетать не будет, соотношение веса и силы разное, но реактивная сила будет. Посмотрите моё сообщение про игрушку. То же самое.

****

Кажется уже начинается брэйнфак :-) Воду "толкает" сила тяжести, а не труба. А в Вашей игрушке получается избыточное давление, растягивающее игрушку, а это уже энергия упругих деформаций и т.д.
Тогда по Вашей "теории" если штангист бросит, именно бросит, а не толкнет вниз 150кг штангу, то по идее он должен взлететь? :-)

?:
При чем здесь упругие деформации? Зачем тогда наливают воду? Накачали бы просто воздух. Как шарик. Но у этой ракеты объем ограничен и масса поболе. Для этого и нужна вода. Если в шарике берут скоростью, здесь берут выбрасываемой массой. Всё по формуле.
А какая разница между бросить и толкнуть? Только в начальной скорости. Т.е., оговаривая, бросок , вы предпологаете, что при толчке он, все-таки, взлетит?
Хотя, нужно подумать. Я ж на работе, а она у меня не с этим связана.

Потому что если штангист бросит штангу - она получит ускорение от силы тяжести. Если же он ее толкнет - то в таком случае штанга ускорится от силы штангиста, и на штангиста в свою очередь будет действовать сила. То есть гипотетически при очень тяжелой штанге и очень легком штангисте, при резком толчке вниз штангист подтянется на штанге как на перекладине :-)
А упругие деформации при том, что воду Вы не сожмете. Так как же ее закачать под давлением в игрушку? :-)

Про штангиста с толчком, всё очевидно, про бросок подумаю. А про игрушку вы не совсем поняли. Вода туда не закачивается, а просто заливается. Там "сопло" диаметром миллиметров 6-8, просто из крана наливаешь полную, затем с водой насаживаешь на насос. Насос качает только воздух. А деформации... Визуально ракета свой формы не меняла. Но, понятно, что они были. И вода из "сопла" вытекала достаточно лениво.

«В жестяной цилиндр, закрытый с одного основания и открытый с другого, вставляется плотно цилиндр из прессованного пороха, имеющий по оси пустоту в виде канала. Горение пороха начинается с поверхности этого канала и распространяется в течение определенного промежутка времени до наружной поверхности прессованного пороха; образующиеся при горении газы производят давление во все стороны; но боковые давления газов взаимно уравновешиваются, давление же на дно жестяной оболочки пороха, не уравновешенное противоположным давлением (так как в эту сторону газы имеют свободный выход), толкает ракету вперед».
Николай Иванович Кибальчич

Алексей Б.
Кстати, вспомнил! В детстве у меня была классная игрушка! Небольшой ручной насос, с выходом, перпендикулярным оси насосоа. Пластмассовая ракета. В ракету заливали воду. При помощи замка приделывали к насосу. Качали, покуда хватало сил, открывали замок и ракета летела метров на 5, обдавая внизу стоящих потоком воды. Классичесий пример реактивного движения!
...Там "сопло" диаметром миллиметров 6-8, просто из крана наливаешь полную, затем с водой насаживаешь на насос...
----------
Не повезло Вам, не удосужились прочитать инструкцию. Надо было наливать ровно половину ракеты, она для этого была сделана из 2х разных по цвету половинок. Тогода объем сжатого воздуха(аккомулятора энергии) будет значительно больше.
У меня ракета летала метров на 40.
ЗЫ а игрушка классная была, спасибо, что вспомнили.:)))

Ага:
Какая инструкция! 5 - 6 лет было. Что помню, то и говорю. И метры по памяти, может и выше. Точно, двухцветная была. Наверное, вы правы - до половины наливали. А, может, и действительно, наливали полную, поэтому и летала невысоко. Детство...

Сочувствую. Мне тоже лет 5..7 было. Но нашей компании во дворе первый пуск совершил один из папаш. И нам объяснил. Кстати игрушка была опасная и их довольно быстро убрали с прилавка.

Да, хорошие у вас были игрушки :-)

Ага:
Ну вот. А у меня пацаны старшие. А в чем опасность? Я, как-то, и не задумывался. Всё, думал, почему перестали выпускать?

2Алексей Б.:
Прикиньте, грамм 100(пустая) на 40 метров. А в руках пацана?.. а если не в верх, а в лицо корешу да с 2х..3х метров(еще не пустая)!!! Были травмы.

Алексей Б.:

neustaf:
Всё правильно, но почему везде с реактивной силой присутствует "изгиб" "изменение направления"?


не обязательно изгиб, должно быть изменение скорости, параллельно потоку увеличение скорости приводит к появлению тяги, но для этого требуется иметь точку приложения силы для увеличения и вот без этой точки ни как.

Для детской игрушки вы подводите внешнию энергию, увеличивая насосом давление воздуха; это энергия затем совершает работу (сила на расстояние) вода назад м*а, ракета вперед. Применение воды скорее всего для эффекта. Высота полета зависит от давления, созданного в баке первой ступени (это только для красного словца). возможно конечно, что кпд жидкостного двигателя, выше чем воздушного, но не такое как соотношение рабочих масс.

2neustaf:
Простите, Вы не правы.
Реактивная тяга подчиняется закону сохранения импульса.
mVсистемы=const или m1|V1|=m2|V2|(V-вектора скорости). Вода - m1 является рабочим телом, которому придается скорость V1. Чем больше масса выброшенного через сопло рабочего тела - тем больше создаваемый импульс при V=const. И равный ему противоположный по направлению вектора V2 импульс ракеты.

neustaf:
То, что должна быть точка приложения силы никто не спорит. Мы ж и бьёмся над тем, где эта, проклятая точка находится. В некоторых случаях, типа ЖРД это очевидно, в другой крайности - ПВРД, как оказалось, нет.
Ну как же вода для эффекта? Попробуйте накачайте в эту нераздуваемую ракету только воздух. Дай бог, что б на метр подлетела.

Ага:
Кстати, не пробовали без воды пускать?