Импульсный корабль

Вы знаете, что ракета, когда покидает Землю, разгоняется постепенно. Ее двигатели, работая ступенями, наращивают скорость на значительном участке разгона. Постепенное наращивание скорости, постепенное ускорение, необходимо для того, чтобы не причинить вреда здоровью космонавтов или не повредить аппаратуру и приборы, если это автоматическая станция.
Помните, как герои романа Жюля Верна «С Земли на Луну» вылетели в свое космическое путешествие в пушечном ядре? У них в момент вылета из жерла гигантской пушки была скорость 16 километров в секунду, но разгон проходил на участке ствола пушки длиной 210 метров. Известный популяризатор науки Я. И. Перельман подсчитал, что наращивание скорости от 0 до 16 километров в секунду на таком участке пути оказалось бы гибельным для экипажа снаряда. Конечно, многое мы прощаем фантастам, ведь без некоторых допущений и условностей не могло бы существовать ни одно научно-фантастическое произведение. Но действительность порою превосходит фантастику. Герои Жюля Верна только облетели вокруг Луны, а наши современники — американские астронавты — побывали на Луне. Правда, они летали не в пушечном ядре и не из пушки, а в ракете, которая могла обеспечить им благополучный взлет и с Земли и с Луны.
Когда-то существовала занимательная игрушка — импульсная лодочка. Передвигалась она толчками. Толчки следовали один за другим, лодочка двигалась все быстрее и быстрее, пока сопротивление воды и сила, приводящая ее в движение, не уравновешивались. Тогда лодочка продолжала движение с постоянной скоростью.
Что же ее двигало? Лодочка была металлическая, длиной примерно 12—15 сантиметров. Внутри у кормы находился маленький плоский паровой котел, сделанный из латуни. От котла в корму шла трубка, тоже из латуни. Когда лодочка находилась на воде, конец выходящей из кормы трубки был под водой. В котел предварительно через эту трубку пипеткой заливалась вода, под котел подклады-валась ватка, смоченная денатурированным спиртом, и поджигалась. Лодочка опускалась на воду. Вода в котле быстро закипала, и она вместе с паром вылетала струйкой через трубку в воду. Происходил реактивный толчок, и лодочка двигалась вперед. Но после выхлопа в котле сразу образовывалась пустота, и вода, по которой плыла лодочка, моментально заполняла котел. Огонь продолжал гореть, котел был достаточно горяч, новая порция воды быстро закипала и вылетала из трубки наружу. Новый толчок вперед, новый набор воды в котел, и так продолжалось до тех пор, пока горел огонь.
Игрушка очень занятная, она напоминает многоступенчатую ракету, и если бы не сопротивление, оказываемое водой, ее можно было бы разогнать до большой скорости.
Мы с вами можем сделать упрощенную модель этой лодочки.
Возьмите толстый металлический баллончик от шариковой ручки. Выньте пластмассовую пробку из его конца и плоскогубцами вытащите маленький патрубок с шариком. Затем удалите ваткой, смоченной в спирте или одеколоне, остатки пасты. Когда баллончик будет чистым, отрежьте ножовкой или напильником от утолщенного конца кусочек длиной 3 сантиметра. У оставшейся части сожмите плоскогубцами толстый конец и, захватив полоску шириной 3 миллиметра, загните ее раза два, а затем плотно сожмите плоскогубцами.
В результате у вас получится заглушенная с одной стороны, у толстого конца, трубка длиною 5 сантиметров. Ее узкий участок имеет длину 1,8 сантиметра.
Возьмите крышку от жестяной банки, например из-под кофе. Немного разогните в одном месте ее край и пробейте отверстие такой величины, чтобы в него плотно вошел тонкий конец бывшего баллончика. Если он входит недостаточно туго, надо его закрепить в наклонном положении тонкой проволокой, чтобы он не мог выдвигаться из отверстия.
Когда крышечка плавает на воде, тонкий конец трубки должен быть погружен в воду. Теперь нам нужно залить в «котел» воду и подложить под него ватку, смоченную в керосине. Керосин, когда горит, очень коптит, поэтому его можно применять только на открытом воздухе.
Залить воду надо так: подберите пипетку, чтобы она входила в узенький конец трубки, наполняйте ее водой и с силой впрыскивайте воду в трубку. Есть и другой способ наполнения «котла»: нагрейте его хорошо на спичке и сразу опустите в воду; нагретый воздух внутри «котла» остынет, уменьшится в объеме, в него войдет вода.
Для нашей «навигации» используйте большой таз, корыто или ванну. Когда пламя смоченной в керосине ватки хорошо нагреет «котел», вода в нем закипит, и наш «корабль» двинется в путь. Его путь будет по кругу, потому что свешивающаяся с крышечки трубка играет ту же роль, какую играет весло, когда оно опущено в воду для поворота лодки. Кроме того, выхлопная трубка наверняка расположена не строго по центру крышечки. Все это, вместе взятое, и заставит наш «корабль» двигаться не по прямой линии. Частота выхлопов будет не очень большая, но вполне достаточная для движения нашего «корабля». Он будет двигаться, пока горит огонь.

Дата добавления: 2015-11-26