Кіріспе
Сұйық ағынын шығару арқылы туындайтын итеру күші
Жеттік жылғақтама – бір бағыттағы дененің, қарсы бағыттағы сұйық ағынын шығару арқылы қозғалуы. Ньютонның үшінші заңына сәйкес, қозғалатын дене реактивтік жылғақтама арқылы ағынның қарсы бағытына итеріледі. Жеттік жылғақтама принципінде жұмыс істейтін реакциялық қозғалтқыштарға ұшақтарды жылғақтауға қолданылатын реактивтік қозғалтқыш, теңіз көліктерін жылғақтауға қолданылатын сорғыш-жеттік қозғалтқыш, ғарыш кемелерін жылғақтауға қолданылатын зымырандық қозғалтқыш және плазмалық жылғақтама жатады. Су астындағы жеттік жылғақтаманы бірнеше теңіз жануарлары, оның ішінде басқаяқтылар мен салптар пайдаланады, тіпті ұшатын кальмар жануарлар әлемінде реактивтік әуеге көтерілудің жалғыз белгілі мысалын көрсетеді.
Физика
Жанармайлық итеру реакциялық қозғалтқыштар немесе жануарлар Ньютонның қозғалыс заңдарына сәйкес, жылдам қозғалатын сұйық ағыны арқылы итеру күші тудырғанда пайда болады. Бұл Рейнольдс саны жоғары болғанда, яғни итерілетін объект салыстырмалы түрде үлкен және төмен тұтқырлыққа ие ортадан өтетін кезде ең тиімді. Жануарлардағы ең тиімді ағындар үздіксіз емес, импульстік болып келеді, әсіресе Рейнольдс саны 6-дан асса.
Нақты импульс
Арнайы импульс (әдетте қысқартылған Isp) – зымыранның отынды немесе реактивті қозғалтқыштың жанар майды қаншалықты тиімді пайдаланатынын көрсететін өлшем. Анықтама бойынша, ол тұтынылған отынның бір бірлігіне берілген жалпы импульс (немесе импульстің өзгеруі) болып табылады және өлшемдік тұрғыдан туындаған итеру күшіне, отынның массалық немесе салмақтық ағынына бөлінгенге тең. Жоғары арнайы импульсы бар күш қозғалтқыш жүйесі алға итеру күшін жасауда отын массасын тиімдірек пайдаланады, ал зымыран жағдайында Циолковский зымыран теңдеуіне сәйкес, белгілі бір дельта v үшін аз отын қажет болады. Зымырандар үшін бұл қозғалтқыштың биіктік, қашықтық және жылдамдық алуда тиімдірек екенін білдіреді. Бұл тиімділік қанаттарды қолданатын және жану үшін сыртқы ауаны пайдаланатын, сондай-ақ отындан әлдеқайда ауыр жүк тасымалдайтын реактивті қозғалтқыштар үшін остіміз. Арнайы импульс жану үшін пайдаланылған және жұмсалған отынмен бірге шығарылған сыртқы ауаның импульсқа қосқан үлесін қамтиды. Реактивті қозғалтқыштар сыртқы ауаны пайдаланады, сондықтан олардың арнайы импульсі зымыран қозғалтқыштарына қарағанда әлдеқайда жоғары. Отынның жұмсалған массасы бойынша арнайы импульс уақытқа шаққандағы қашықтық бірліктерімен өлшенеді, бұл "тиімді шығу жылдамдығы" деп аталатын шартты жылдамдық. Бұл нақты шығу жылдамдығынан жоғары, өйткені жану ауасының массасы ескерілмейді. Ауаны пайдаланбайтын зымыран қозғалтқыштарында нақты және тиімді шығу жылдамдықтары бірдей. Арнайы импульс нақты отын тұтынуға (SFC) кері пропорционалды, яғни Isp = 1/(go·SFC), егер SFC кг/(Н·с) бірлігімен берілсе, немесе Isp = 3600/SFC, егер SFC кг/(л.к.с) бірлігімен берілсе.
Реакциялық қозғалтқыштың түрлері
Реакциялық қозғалтқыштар қатты немесе сұйық реакциялық массаны шығару арқылы итергіш күш жасайды; реактивтік қозғалтқыш – тек сұйық реакциялық массаны қолданатын қозғалтқыштарға ғана қатысты қолданылады.
Ұшқыш қозғалтқышы
Реактивтік қозғалтқыш – бұл қоршаған ауаны жұмыс сұйықтығы ретінде пайдаланып, оны бір немесе бірнеше сопло арқылы кеңейтілетін ыстық, жоғары қысымды газға айналдыратын реакциялық қозғалтқыш. Турбореактивтік және турбовентиляторлық екі типті реактивтік қозғалтқыштар, жану алдында қысымды көтеру үшін осьтік немесе центробектік компрессорларды, ал компрессияны жүзеге асыру үшін турбиналарды қолданады. Рамджеттер тек жоғары ұшу жылдамдықтарында жұмыс істейді, себебі олар компрессорлар мен турбиналарды қалдырып, орнына жоғары жылдамдықтан туындайтын динамикалық қысымға (рамдық қысым деп аталады) сенеді. Импульстік реактивтік қозғалтқыштар да компрессорлар мен турбиналарды қалдырады, бірақ статикалық итергіш күшін тудырады және олардың максималды жылдамдығы шектеулі.
Ракеталық қозғалтқыш
Ракета ғарыш кеңістігінің вакуумында жұмыс істей алады, себебі ол ауадағы оттегіні пайдаланудың орнына өзімен бірге тотықтырғыш тасымалдайды, ал ядролық ракета болған жағдайда, инертті отынды (мысалы, сұйық сутекті) ядролық реактор арқылы өткізу арқылы қыздырады.
Плазмалық қозғалтқыш
Плазмалық қозғалтқыштар плазманы электромагниттік әдістермен үдетіп жібереді.
Құбырлар
Теңіз көлігі үшін қолданылатын сорғы-реактивтік қозғыш суды жұмыс сұйықтығы ретінде пайдаланады, оны арналы винт, центробегтік сорғы немесе олардың комбинациясы арқылы қысыммен ұстайды.
Ұшқышпен жүретін жануарлар
Жұмсақ денелілер, мысалы, кальмарлар, жыртқыштардан шапшаң қашу үшін реактивті жылдамдықпен қозғалады; олар баяу жүзу үшін басқа механизмдерді пайдаланады. Бұл жылдамдық суды сифон арқылы шығару арқылы туындайды, ол әдетте максималды шығару жылдамдығын қамтамасыз ету үшін кішкентай тесікке тарылады. Су, дем шығару алдында желбезектерден өтеді, осылайша тыныс алу және қозғалыс екі мақсатын да орындайды. Кейбір шұбалшаңдардың дернәсілдерінде реактивті жылдамдық арнайы қуыстан анус арқылы суды шығару арқылы қол жеткізіледі. Организмінің кіші өлшемділігіне байланысты үлкен жылдамдыққа жетеді. Скаллоптар, кардидтер, сифонофорлар, туникаттар (мысалы, сальптар) және кейбір медузалар да реактивті жылдамдықпен қозғалады. Ең тиімді реактивті жылдамдықпен қозғалатын организмдер – сальптар.