Ronron kyselee tällaisia, mutta ei saa vastausta:
"Minä tiedän sen verran että voima synnyttää aina vastavoiman tai voima syntyy aina vastavoiman kanssa tai miten asian nyt haluaakin sanoa. Sen kautta rakettimoottori ja suihkumoottori ilmeisesti työntää härdelliä eteenpäin. Suihku lentää taakse, härdelli eteenpäin. Mutta rakettimoottorista.. onko ainoa syy sen polttoaineen palamiselle se, että se polttoaine saadaan sillä tavalla suihkuamaan tehokkaasti ulos härdellistä? Jos se polttoaine saataisiin jollain järjestelmällä lentämään sieltä peräpäästä ulos syttymättä yhtä nopeasti kuin normaalissa raketissa palaen, syntyisikö yhtä suuri työntövoima? Vai täytyykö sen nimenomaan palaa, tuoko se palaminen siihen jotain ekstraenergiaa/massaa mikä aiheuttaa lisää työntövoimaa? Jos näin on niin miksi? Miksi tulen suihkuttaminen tuottaa enemmän työntövoimaa kuin polttoaineen suihkuttaminen? Vai onko ainoa juju juuri siinä että se palaminen nimenomaan saa sen suihkuamaan sieltä ulos kovaa tai jotenkin sillee. Yritän vain hahmottaa mielessäni näitä asioita mahdollisimman perin pohjaisesti, se on minulle tärkeää muuten sekoan".
Pikkupoikina kun porukalla mietittiin tasan samaa juttua, tultiin seuraavanlaiseen tulokseen:
Jos johonkin täysin suljettuun säiliöön aiheutetaan paine, vaikka miten hirmuinen paine tahansa, tämä säiliö ei liikahda mihinkään. Ja miksi ei liikahda? Siksi koska silloin paine kohdistuu tasaisesti joka puolelle tätä säiliötä. Oikealle ja vasemmalle paine painaa tasan yhtä lujaa, samoin eteen ja taakse, ylös ja alas. Aina kun johonkin kohtaan kohdistuu paine, samalla tasan vastapäiseen kohtaan kohdistuu tasan sama paine. Ei synny liikettä.
Mutta tehdäänpä reikä johonkin kohtaan tätä säiliötä. Silloin taaskin joka kohtaan kohdistuu tasan sama paine, paitsi reiän kohtaan ja sitä tasan vastapäätä olevaan kohtaan. Siihen reiän kohtaan ei enää kohdistukaan paihetta, koska siinä ei ole mitään mihin paine voisi kohdistua. Siinä on vain reikä, ei säiliön seinää. Sen sijaan reikää vastapäätä olevaan säiliön seinän kohta on ehjä, ja siihen kohdistuu paine. Säiliö lähtee liikkeelle siihen suuntaan.
Hommassa on vain yksi vika. Tuolla systeemillä säiliö ei liiku pitkää matkaa. Paineet purkautuu siitä reiästä huit helskuttiin, ja sitten ei olekaan enää mitään voimaa, joka työntäisi säiliötä mihinkään. Ihan kuin laskisi pullolleen puhalletun ilmapallon lentoon, ei lennä enää kun paineet on pihalla. Hei, olisko tämä just sama juttu...
Pitää kehittää systeemiä vielä vähän. Tuodaan jatkuvasti lisää painetta siihen säiliöön, niin johan liikkuu niin kauan kuin saadaan pidettyä painetta yllä. Tähänkin on helppo keino: otetaan jotakin itsekseen palavaa ainetta, kuten ruutia. Kyllä vety ja happikin kelpaa, etenkin jos ne on nestemäisessä muodossa, ja ne saadaan tuotua siihen säiliöön (jossa nyt siis on reikä yhdessä kohdassa) pieniä putkia myöten. Ja sitten sytytetään ne palamaan, jolloin ne muuttuvat nesteestä tuhansia kertoja tilavammaksi kaasuksi. Kaasu aiheuttaa julmetun paineen, ja purkautuu siitä reiästä yhteen suuntaan. Paine työntää reikää vastapäätä olevaa seinää, mutta ei reikää. Siinä kun ei ole mitään mitä painaa.
Meillä on raketti. Oikeastaan ns. loose cannon. Vielä pitää kehittää ohjaussysteemit, mutta sehän on helppo juttu, kun tämä varsinainen tieteellinen puoli on nyt hallussa.
"Minä tiedän sen verran että voima synnyttää aina vastavoiman tai voima syntyy aina vastavoiman kanssa tai miten asian nyt haluaakin sanoa. Sen kautta rakettimoottori ja suihkumoottori ilmeisesti työntää härdelliä eteenpäin. Suihku lentää taakse, härdelli eteenpäin. Mutta rakettimoottorista.. onko ainoa syy sen polttoaineen palamiselle se, että se polttoaine saadaan sillä tavalla suihkuamaan tehokkaasti ulos härdellistä? Jos se polttoaine saataisiin jollain järjestelmällä lentämään sieltä peräpäästä ulos syttymättä yhtä nopeasti kuin normaalissa raketissa palaen, syntyisikö yhtä suuri työntövoima? Vai täytyykö sen nimenomaan palaa, tuoko se palaminen siihen jotain ekstraenergiaa/massaa mikä aiheuttaa lisää työntövoimaa? Jos näin on niin miksi? Miksi tulen suihkuttaminen tuottaa enemmän työntövoimaa kuin polttoaineen suihkuttaminen? Vai onko ainoa juju juuri siinä että se palaminen nimenomaan saa sen suihkuamaan sieltä ulos kovaa tai jotenkin sillee. Yritän vain hahmottaa mielessäni näitä asioita mahdollisimman perin pohjaisesti, se on minulle tärkeää muuten sekoan".
Pikkupoikina kun porukalla mietittiin tasan samaa juttua, tultiin seuraavanlaiseen tulokseen:
Jos johonkin täysin suljettuun säiliöön aiheutetaan paine, vaikka miten hirmuinen paine tahansa, tämä säiliö ei liikahda mihinkään. Ja miksi ei liikahda? Siksi koska silloin paine kohdistuu tasaisesti joka puolelle tätä säiliötä. Oikealle ja vasemmalle paine painaa tasan yhtä lujaa, samoin eteen ja taakse, ylös ja alas. Aina kun johonkin kohtaan kohdistuu paine, samalla tasan vastapäiseen kohtaan kohdistuu tasan sama paine. Ei synny liikettä.
Mutta tehdäänpä reikä johonkin kohtaan tätä säiliötä. Silloin taaskin joka kohtaan kohdistuu tasan sama paine, paitsi reiän kohtaan ja sitä tasan vastapäätä olevaan kohtaan. Siihen reiän kohtaan ei enää kohdistukaan paihetta, koska siinä ei ole mitään mihin paine voisi kohdistua. Siinä on vain reikä, ei säiliön seinää. Sen sijaan reikää vastapäätä olevaan säiliön seinän kohta on ehjä, ja siihen kohdistuu paine. Säiliö lähtee liikkeelle siihen suuntaan.
Hommassa on vain yksi vika. Tuolla systeemillä säiliö ei liiku pitkää matkaa. Paineet purkautuu siitä reiästä huit helskuttiin, ja sitten ei olekaan enää mitään voimaa, joka työntäisi säiliötä mihinkään. Ihan kuin laskisi pullolleen puhalletun ilmapallon lentoon, ei lennä enää kun paineet on pihalla. Hei, olisko tämä just sama juttu...
Pitää kehittää systeemiä vielä vähän. Tuodaan jatkuvasti lisää painetta siihen säiliöön, niin johan liikkuu niin kauan kuin saadaan pidettyä painetta yllä. Tähänkin on helppo keino: otetaan jotakin itsekseen palavaa ainetta, kuten ruutia. Kyllä vety ja happikin kelpaa, etenkin jos ne on nestemäisessä muodossa, ja ne saadaan tuotua siihen säiliöön (jossa nyt siis on reikä yhdessä kohdassa) pieniä putkia myöten. Ja sitten sytytetään ne palamaan, jolloin ne muuttuvat nesteestä tuhansia kertoja tilavammaksi kaasuksi. Kaasu aiheuttaa julmetun paineen, ja purkautuu siitä reiästä yhteen suuntaan. Paine työntää reikää vastapäätä olevaa seinää, mutta ei reikää. Siinä kun ei ole mitään mitä painaa.
Meillä on raketti. Oikeastaan ns. loose cannon. Vielä pitää kehittää ohjaussysteemit, mutta sehän on helppo juttu, kun tämä varsinainen tieteellinen puoli on nyt hallussa.
Vastaukset 14
Vanhimmat
kolmas liikelaki.
Ja sen raketin keksivät jo muinaiset kiinalaiset.
Mutta voihan sitä ruutiakin keksiä lisää.
Sinulleko sitten tämä oli eka kerta, kun kuulit miten Newtonin iii liikelaki voi kuvata todellisuutta?
ei se mistään takaseinän paineesta johdu. Muuten ihan mukavaa pähkäilyä pojilta.
No kun se yksi voima on poistokaasujen liike-energia, niin mikä sinun mielestäsi on se toinen voima?
Toinen voima?
Liikemäärä pysyy vakiona N:n III lain mukaan. No se toinen voima on rekyyli :D
Hypätään sitten yli näistä turhista (ja hukataan samalla mittayksiköt). Se hyvä puoli tässä menetelmässä on, että voidaan unohtaa koulufysiikka.
Palataan siihen meidän rakettiin. Siinä yksi voima (raketin inertia) vaikuttaa alaspäin, ja joku toinen voima vaikuttaa rakettiin yrittäen nostaa sen jonnekin tuonne ylös. Eikö siinä ole mitään välissä. Ei kai se nostava voima saa rakettia nousemaan uhkauksilla tai muljaattamalla häijysti. Kyllä kai sen ylöspäin vaikuttavan voiman täytyy jotenkin päästä konkreettisesti käsiksi johonkin kohtaan sitä rakettia. Ei se niistä pyrstösiivistä sitä taivaalle kanna, nehän repeis heti alkuunsa. Mistä se sitten työntää? Minä kysyn vaan.
"Mistä se sitten työntää? Minä kysyn vaan."
Osittain työntää polttokammion sitä seinämää, joka on suutinta vastapäätä. Tärkeämpi lienee kuitenkin itse suutin sehän on polttokammoista lähdettäessä ensin kapeneva ja sitten laajenee jonkinmoiseksi tötteröksi. Tötterön tarkoitus on seuraava:
Rakettimoottorin päätarkoituksena on antaa ajoaineelle, yleensä palamiskaasuille, mahdollisimman suuri lähtönopeus. Ja lähtönopeus riippuu maalaisjärjelläkin ajateltuna polttokammion paineesta: mitä isompi paine, sitä isompi nopeus. Sellainen ongelma kuitenkin on että suppenevalla suuttimella palamiskaasujen nopeus saadaan kiihdytetyksi korkeintaan äänen nopeuteen ja painetta nostettaessa energiaa tuhlautuu kun suuripaineinen äänen nopuedella poistuva kaasu hajoaa suuttimesta lähtiessään joka suuntaan. Asiaa kuitenkin auttaa jos suppenevaa suutinta jatketaan laajenevalla tötteröllä, joka käyttää paineen kaasujen kiihdyttämiseen oikeaan suuntaan yli äänen nopeuden. Suppenevaa ja laajenevaa suutinta sanotaan myös Laval suuttimeksi.
Laajenevan osan pinta-ala lienee moninkertainen suuttimen kapeimpaan kohtaan verrattuna joten rakettimoottori työntää pääasiassa siitä suuttimesta.
Insinöörit on fiksua porukkaa.
lämpöä. Lämpö nostaa painetta lokaalisti josta aiheutuu lämenneen materian virtaus ympäristöön (pallokoordinaatisto). Rakettimoottori ohjaa/tarkentaa paineen oikeaan suuntaan, jolloin raketti saa massavirran tuottaman voiman kiihdyttämään itse rakettia. Eli palokaasut ja raketti pyritään optimoimaan niin että niillä on vastakkaiset suunnat.
Mielenkiintoinen näkökulma.
Olisi kiva kuulla, kuinka sovellat teoriaasi mm. patopaineputkeen ?
Ranskalaisethan käyttivät jossakin, luultavasti aivan kokeellisessa, helikopterissa patopainemoottoreita roottoreiden päissä. Enpä muista noista vehkeistä juuri muuta, kuin että olivat kuin sisukaluista tyhjennettyjä suihkumoottoreita.
Joka tapauksessa kaasujen kinetiikasta tässäkin oli kyse. Ilmeisesti putken muoto mahdollisti sen, että patopaine muodostui erittäin suureksi. Veikkaan että se mahdollisti korkeapaineisen ilman toimimisen "seinänä" polttokaasuille. Tehot eivät voineet olla kovin suuria, en tiedä. En tunne kaasujen kinetiikkaa, enkä rupea tällaisessa vaikeassa tapauksessa arvioimaankaan mitään.
Tohon ääni muuttuu 60 desibelistä 110 desibeliin, kun pistää tulen kaasuvirtaan. Miksi palaminen on niin äänekästä, palavan ilmankaasuseoksen laajeneminen synnyttää aika palon meteliä.
rakettimoottorissa palaminen tapahtuu siinä suuttimessa, joka työntää itse rakettia.
Joku kun selittäisi vielä, miksi vesiletku alkaa kiemurrella...
Raketin työntövoima syntyy suuttimesta purkautuvan massavirran liikemäärästä.
Avaruudessa liikemäärä p on vakio eli sen muutos dp=0. Itse liikemäärä p on p=m*v (m= raketin massa ja v on suuttimesta purkautuvan massavirran nopeus), joka derivoimalla ajan suhteen saadaan dp=m*dv dm*v , joka lauseke on nolla.
Ratkaistaan differentiaaliyhtälö
m*dv dm*v=0.
Ratkaisussa eroitellaan muuttujat ja integroidaan yhtälö raketin alkumassasta mal sen loppumasaan mlop olettaen raketin alkunopeus valku ja loppunopeus vloppu saadaan tulos.
int(v*dm/m)=-int(dv)
v*ln(mloppu/malku)=vloppu-valku eli raketin loppunopeus on muotoa
vloppu=valku v*ln(malku/mloppu). Sitä kovempi loppunopeus, mitä suurempi on raketin massasuhde.
Raketin polttoaine palaa polttokammiosta, mistä massavirta purkautuu sen nopeutta kiihdyttävän suuttimen kautta ulos.
Vesiletkun pää toimii huonona suuttimena, jonka työntövoima on lethun poikkileikkauspinnan normaalin suuntainen.