3 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Гиперзвуковой двигатель принцип работы

Продукция

Фронтовое устройство для гиперзвуковой экспериментальной летающей лаборатории — основной элемент камеры сгорания сверхзвукового воздушно-реактивного двигателя. Его задача — организовать процесс сжигания топлива с высоким качеством в широком диапазоне по высоте и скорости полета. Современное фронтовое устройство — сложный узел, в котором воплощен многолетний труд конструкторов, технологов и экспериментаторов.

Модель гиперзвукового прямоточного воздушно-реактивного двигателя. Плоские модули ГПВРД прошли цикл наземных испытаний в аэродинамических трубах ЦАГИ и ЦИАМ при числах М=5. 6.

Вспомогательная силовая установка , обеспечивающая электро- и гидроснабжение систем самолета в аварийной ситуации при отказе работы двигателей.

Сверхзвуковой прямоточный воздушно-реактивный двигатель для гиперзвуковой экспериментальной летающей лаборатории ГЭЛА МКБ «Радуга» (Генеральный конструктор И.С. Селезнев).

Жидкостной ракетный двигатель Р201-300 для крылатой ракеты Х-22 Главного конструктора А. Я. Березняка. Характерной особенностью двигателя является глубокое дросселирование тяги — в 15 раз. Принят в эксплуатацию в 1967 году.

Двигательная установка 11Д78, с помощью которой впервые в мире осуществлен вывод спутника связи «Грань » в заданную точку стационарной орбиты и поддержания его в окрестностях этой точки. Использованный в составе ДУ двигатель 11Д444 с тягой 40 грамм может непрерывно работать в течение 100 часов, что позволяет перевести спутник из исходной позиции в любую точку стационарной орбиты.

Двигательные установки 11Д73 и 11Д76 (ДОК-ДКП) предназначены для обеспечения стабилизации и ориентации космических объектов на орбитальных траекториях полета искусственных спутников Земли и Луны, а также на траекториях посадки, взлета и при стыковке на орбите спутников вокруг Луны.

Двигательная установка 5Д18 предназначена для истребителя спутников. ДУ обеспечивает стабилизацию, разгон и сближение со спутником-целью.

Двигательная установка 11Д79 обеспечивает необходимые условия для запусков блоков «Д» и «ДМ» в невесомости при стартах космических аппаратов с орбиты ИСЗ к планетам Солнечной системы. Впервые в конструкции ДУ применен двухкомпонентный сферический бак с металлическими вытеснительными диафрагмами.

Начались испытания российского гиперзвукового прямоточного двигателя

Внутренняя часть гиперзвукового прямоточного двигателя

Центральный институт авиационного моторостроения имени Баранова приступил к стендовым испытаниям прототипа перспективного водородного гиперзвукового прямоточного воздушно-реактивного двигателя, разработка которого ведется в рамках масштабного международного проекта HEXAFLY-INT. Об этом изданию N + 1 рассказали на стенде института на Международном форуме двигателестроения, проходящем на ВДНХ с 4-го по 6 апреля. Первые испытания показали, что демонстратор технологий новой силовой установки способен надежно функционировать при скорости воздушного потока в 7,4 числа Маха (9,1 тысячи километров в час).

Одним из основных направлений исследований авиастроительных компаний в мире сегодня являются сверхзвуковые пассажирские самолеты. В будущем они позволят сократить время полетов по традиционным маршрутам почти в два раза. Такие летательные аппараты могут начать выполнять полеты самое раннее в середине 2020-х годов. Одновременно исследования ведутся и в области полетов на гиперзвуковой скорости, однако они пока носят больше теоретический, нежели практический характер.

Стендовые испытания двигателя, разработанного Центральным институтом авиационного моторостроения, проводятся в специальной аэродинамической трубе. В мире подобных испытательных стендов, позволяющих испытывать авиационные двигатели на земле на гиперзвуковых скоростях потока, существует всего два: один — в США, а второй — в России. Стендовые испытания планируется завершить в текущем году, а в 2019-м — приступить к летным проверкам нового двигателя. При этом на стенде отметили, что эти сроки могут сдвинуться в зависимости от итогов стендовых испытаний.

Новый водородный гиперзвуковой двигатель внешне представляет собой клиновидную прямоугольную в сечении конструкцию с заужением в центральной части, где происходит незначительное торможение воздушного потока, смешение с топливом и поджиг. Силовая установка работает по принципу создания разницы давления на входе и выходе. Конструкторы рассчитали, что теоретически водородный двигатель способен развивать скорость до 12 чисел Маха. Минимальная скорость полета, на которой двигатель начинает стабильно работать, составляет 2,2-2,5 числа Маха.

Водородный гиперзвуковой прямоточный воздушно-реактивный двигатель

В силовой установке подача водорода производится через два пояса, один из которых расположен на входе в камеру сгорания ближе к воздухозаборнику, а второй — в середине эллиптической камеры сгорания.

Разработкой проекта HEXAFLY-INT занимаются научно-исследовательские центры из Евросоюза, России и Австралии. От Евросоюза координатором проекта выступает Европейский центр космических исследований и технологий, а от России — Центральный аэрогидродинамический институт имени Жуковского. Летом 2017 года на авиасалоне МАКС-2017 российские разработчики представили модель гиперзвукового летательного аппарата HEXAFLY-INT.

Читать еще:  Что такое полная нагрузка двигателя

Представленная модель предназначена для исследований в аэродинамической трубе. В первую очередь она должна помочь в определении оптимального соотношения между внутренним полезным объемом летательного аппарата и сечением воздухозаборника гиперзвукового прямоточного воздушно-реактивного двигателя. Аппарат выполняется по схеме «несущий корпус», при которой в полете значительная часть подъемной силы образуется на широком фюзеляже.

Модель также оснащена коротким крылом большой стреловидности и двумя килями. В рамках проекта планируется создать демонстратор технологий длиной около трех метров. Согласно действующим планам, демонстратор технологий HEXAFLY-INT должен будет показать возможность стабильного и управляемого полета на скорости не менее семи чисел Маха (около 8,6 тысячи километров в час). Когда именно может состояться первый полет аппарата, пока неизвестно. Проект HEXAFLY-INT, стартовавший в 2014 году, рассчитан до апреля 2019 года.

ГИПЕРЗВУКОВОЙ ЛЕТАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ С ПРЯМОТОЧНЫМ ВОЗДУШНО-РЕАКТИВНЫМ ДВИГАТЕЛЕМ

Гиперзвуковой летательный аппарат с прямоточным воздушно-реактивным двигателем, относится к авиационно-космической технике. Изобретение включает в себя гиперзвуковой летательный аппарат, прямоточный воздушно-реактивный двигатель и камеру сгорания, а также источники электропитания и рабочих газов. Электрохимический генератор низкотемпературной плазмы содержит соединенные между собой плазматрон и термохимический реактор, который соединен с камерой сгорания и с источником рабочих газов. Плазматрон в свою очередь соединен с источниками электропитания и рабочих газов.

Данное изобретение может быть применено для обеспечения полетов на гиперзвуковой скорости в широком диапазоне чисел Маха М=6-10 за счет расширения диапазона режимов полета и выполнения их оперативной корректировки. Это дает возможность использовать заявляемое изобретение для решения широкого спектра народно-хозяйственных и экологических задач, а именно: геодезические наблюдения, контроль и уничтожение космического мусора и др.

Гиперзвуковой летательный аппарат с прямоточным воздушно-реактивным двигателем, содержащий сверхзвуковую камеру сгорания, источник электропитания и источники рабочих газов, отличающийся тем, что гиперзвуковой летательный аппарат снабжен электрохимическим генератором низкотемпературной плазмы, состоящим из соединенных между собой плазмотрона и термохимического реактора, который непосредственно подключен к каналу сверхзвуковой камеры сгорания, при этом плазмотрон соединен с источником электропитания, а к термохимическому реактору и к плазматрону подключены источники рабочих газов.

Изобретение относится к области авиационно-космической техники, а именно к движущимся со сверхзвуковыми или гиперзвуковыми скоростями летательным аппаратам с воздушно-реактивными двигателями.

Известен гиперзвуковой летательный аппарат (US 5452866 B64G 1/50), в выпуклой поверхности носовой части которого имеются отверстия, выполненные в виде микроскопических пор. Эти отверстия расположены соосно с отверстиями входа в камеру сгорания двигателя. Отверстия газодинамически связаны с емкостью с газом. Цель такой инжекции — в защите критической части и переднего участка носовой области летательного аппарата от тепловых потоков. Волновое сопротивление при этом не спадает, и даже может увеличиваться. Воздушный поток уплотняется, сильно нагревается в формирующейся ударной волне и частично перемещается с инжектируемым газом; т.е. при использовании для инжекции горючего газа формируется высокотемпературная топливовоздушная смесь. В результате этого весьма вероятно ее нежелательное воспламенение. Летно-технические характеристики гиперзвукового летательного аппарата (ГЛА) в этом случае не повышаются. Целесообразно для такой инжекции применение негорючих газов, что увеличивает волновое сопротивление.

Известно устройство летательного аппарата (патент RU 2107010, 20.03.1998 МПК В64С 21/02, В64С 23/00, В64С 30/00), содержащее внутри корпуса источник лучевой энергии и источник питания, электрически соединенный с источником лучевой энергии. В лобовой части корпуса летательного аппарата размещено устройство фокусирования потока лучевой энергии, оптически связанное с источником лучевой энергии. Имеется устройство хранения газа, устройство подготовки и подачи его. В лобовой части корпуса летательного аппарата выполнена система сопел. Данное устройство обеспечивает безударное сверхзвуковое движение при одновременном энергетическом выигрыше, высокую скорость и дальность полета. Уровень ударного воздействия на поверхность Земли для широкого спектра сверхзвуковых летательных аппаратов различных типов и назначений снижен. Однако тактико-технические характеристики известного летательного аппарата недостаточно высоки.

Известен гиперзвуковой летательный аппарат с прямоточным воздушно-реактивным двигателем (RU 2604975 20.04.2015 МПК F02K 7/10). Данное техническое решение по максимальному количеству сходных существенных признаков и по достигаемому результату при его использовании принимается за прототип. В передней части известного устройства сформировано углубление (емкость), объем которого заполняется горючим газом через отверстия, расположенные по поверхности углубления. В этом объеме формируется изобарическая область. На ее плоской границе с воздухом происходит формирование топливовоздушной смеси, которая поступает в камеру сгорания (КС) прямоточного воздушно-реактивного двигателя (ПВРД) и зажигается в зоне стабилизации горения. Однако на создание тяги, компенсирующей силу аэродинамического сопротивления, уходит много горючего газа, а большая величина аэродинамического сопротивления вызывает излишний нагрев гиперзвукового летательного аппарата и отрицательно влияет на диапазон режимов полета.

Читать еще:  Двигатель d14z6 характеристики болячки

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение и технический результат, который может быть получен при его осуществлении, позволяет расширить диапазон гиперзвуковых режимов полета гиперзвукового летательного аппарата и осуществлять их оперативную корректировку при изменении внешних условий полета или полетного задания. Это обеспечивается повышением эффективности работы прямоточного воздушно-реактивного двигателя за счет организации устойчивого воспламенения и стабильного горения топлива при повышении полноты его сгорания.

Сущность заявляемого технического решения поясняется чертежом, где на фигуре изображена схема гиперзвукового летательного аппарата ГЛА с прямоточным воздушно-реактивным двигателем ПВРД.

4 — источник электропитания плазмотрона;

5 — источник рабочего газа плазмотрона;

6 -источник рабочего газа термохимического реактора ТХР;

7 — электрохимический генератор низкотемпературной плазмы

9 — термохимический реактор ТХР.

Заявляемое изобретение, как и прототип, содержит гиперзвуковой летательный аппарат ГЛА 1 с прямоточным воздушно-реактивным двигателем ПВРД 2 со сверхзвуковой камерой сгорания КС 3, а также источник электропитания 4 и источники рабочих газов 5 и 6. В отличие от прототипа заявляемое устройство снабжено электрохимическим генератором низкотемпературной плазмы 7, состоящим из связанных между собой плазмотрона 8 и термохимического реактора ТХР 9, соединенного со сверхзвуковой камерой сгорания КС 3. К каналу камеры сгорания КС 3 подключен электрохимический генератор низкотемпературной плазмы 7 для более эффективного воздействия на внутренние процессы в камере сгорания 3. К плазмотрону 8 подключены источник электропитания 4 и источник рабочего газа 5. К термохимическому реактору ТХР 9 подключен источник рабочего газа 6.

Работа заявляемого изобретения происходит следующим образом. В канал сверхзвуковой камеры сгорания КС 3 двигателя ПВРД 2 вводится плазменная струя из термохимического реактора ТХР 9 генератора низкотемпературной плазмы 7. Ввод плазменной струи в канал КС 3 улучшает качество смешивания топлива с воздухом. Плазма нагревает топливовоздушную смесь и обогащает ее высокореакционными элементами (радикалы, заряженные и возбужденные частицы). Эти элементы необходимы для сокращения времени задержки воспламенения углеводородного топлива в сверхзвуковом потоке воздуха и стабилизации егопоследующего горения в камере сгорания КС 3. Первоначально плазма определенного состава, расхода и температуры формируется в плазмотроне 8, используя рабочий газ из источника 5 и электрическую энергию источника электропитания 4. Перед впрыском плазмы в канал КС 3 она проходит через канал термохимического реактора ТХР 9. Здесь плазма из плазмотрона 8 взаимодействует с рабочим газом ТХР 9 из источника 6. В результате этого взаимодействия образуется дополнительное количество высокореакционных элементов. Применение ТХР 9 в составе электрохимического генератора низкотемпературной плазмы 7 дает возможность экономичного расходования электроэнергии плазмотроном 8. Возможность осуществления полета ГЛА на углеводородном топливе в диапазоне чисел Маха М=6-10 обеспечивается за счет управления процессом горения в КС 3 ПВРД 2 в широком диапазоне до- и сверхзвуковых скоростей воздушного потока в ней.

Техническим результатом заявляемого изобретения является расширение диапазона режимов полета гиперзвукового летательного аппарата ГЛА с ПВРД и выполнение их оперативной корректировки за счет повышения эффективности работы прямоточного воздушно-реактивного двигателя ПВРД 2. Достижение заявленного технического результата подтверждается проведенными на предприятии расчетно-экспериментальными исследованиями.

Гиперзвуки боя: новое супероружие проверят в полевых условиях

Российское супероружие, основанное на новых физических принципах, ждет учебно-боевая проверка. Минобороны планирует задействовать его в серии маневров. Речь идет о лазерах, сверхскоростных ракетах и робототехнике. О создании большинства образцов публично было объявлено лишь несколько лет назад, но сейчас все они либо уже испытаны, либо находятся на завершающих этапах принятия на вооружение. Эксперты считают, что такие учения станут демонстрацией новых военных возможностей России.

Стратегические тренировки

До конца года Минобороны проведет серию маневров с использованием нескольких видов оружия, основанного на новых физических принципах, рассказали «Известиям» источники в военном ведомстве. Учения пройдут уже не в рамках испытаний перспективных образцов: на них будут отрабатываться реальные боевые сценарии. Источники отказались уточнить, о каких конкретно системах вооружений идет речь.

Сверхзвуковой истребитель-перехватчик МиГ-31К с новейшей гиперзвуковой ракетой «Кинжал»

Президент Владимир Путин на встрече с выпускниками военных вузов 28 июня заявил о прогрессе в разработке таких вооружений. По его словам, новейшие гиперзвуковые комплексы «Авангард» и «Кинжал» уже заступили на боевое дежурство. На подходе и другие уникальные системы, включая межконтинентальную баллистическую ракету (МБР) «Сармат», корабельную гиперзвуковую «Циркон» и ЗРК С-500 «Прометей».

Читать еще:  Двигатель 1300 чем лучше

Ранее начальник Главного управления боевой подготовки Минобороны генерал-полковник Иван Бувальцев анонсировал, что в летнем периоде обучения в Космических войсках пройдут тактические и штабные учения с отработкой вопросов применения оружия на новых физических принципах.

— Первое, что вспоминается из этой серии, — лазерный комплекс «Пересвет», — рассказал «Известиям» военный эксперт Дмитрий Корнев. — Его опытная эксплуатация уже ведется в Вооруженных силах. Это оружие размещено как минимум на пяти базах РВСН, для него построены ангары, которые видны со спутника.

Скорее всего, «Пересвет» предназначен для засветки систем оптического наблюдения в угрожаемый период времени для обеспечения беспрепятственного развертывания стратегических мобильных систем «Тополь-М», «Ярс» и их модификаций, считает эксперт. Его мощный лазер, по словам Дмитрия Корнева, может поразить оптические системы наблюдения самолетов, беспилотников и даже спутников.

— Похоже, сейчас решили провести учения по применению комплекса, его развертыванию и сопровождению ракетных систем. Полагаю, маневры будут достаточно масштабными и заметными для потенциального противника, — заключил эксперт.

«Кинжалы» наготове

О разработке целой серии вооружений на новых физических принципах президент Владимир Путин рассказал в обращении к Федеральному собранию 1 марта 2018 года. Эти образцы оружия должны сделать неотвратимым ответный удар в случае нападения на нашу страну. А также расширить возможности неядерного сдерживания.

Лазерный комплекс «Пересвет»

— Скоро в армии появится несколько новейших систем, которые выходят из испытательной стадии и поступают на вооружение. У нас есть «Кинжал» и «Пересвет», «Авангард» и «Посейдон», ставится на вооружение «Сармат», развивается робототехника, — рассказал «Известиям» военный эксперт Владислав Шурыгин. — Очевидно, когда такие образцы появляются, необходимо найти им свое место, расстановку на поле боя. Понять и увидеть возможности оружия, определить, где будет наиболее эффективное применение, можно только в ходе учений. Практически все образцы, о которых Владимир Путин говорил в 2018-м, на данный момент либо уже находятся на вооружении, либо заканчиваются их войсковые испытания.

Гиперзвуковое оружие сейчас приходит на все армейские уровни. Оперативно-тактическое — это авиационные ракеты «Кинжал», стратегическое — межконтинентальные «Авангард», тактические системы меньшей дальности сейчас тоже довольно активно разрабатываются.

Главное преимущество такого оружия заключается в огромных скоростях, которые затрудняют противнику эффективный перехват и и делают удар фактически неотвратимым. Оно серьезно меняет рисунок современной войны. Целями для него может быть всё что угодно — от высокозащищенных точечных объектов до боевых кораблей, пояснил Владислав Шурыгин.

Уже поставлена на боевое дежурство первая эскадрилья с авиационным ракетным комплексом «Кинжал». При использовании его с истребителя МиГ-31К дальность досягаемости достигает 2 тыс. км.

Межконтинентальная баллистическая ракета ракетного комплекса стратегического назначения «Авангард»

Пару таких самолетов на прошлой неделе перебазировали на российскую авиабазу Хмеймим в Сирии. Оттуда они выполняют учебные полеты над Средиземноморьем и отрабатывают электронные пуски ракет в обстановке, максимально приближенной к реальной.

В конце прошлого года на боевое дежурство в 13-й ракетной дивизии заступил уже второй полк с шахтными межконтинентальными ракетами, оснащенными гиперзвуковым планирующим блоком «Авангард». Они способны обходить районы противовоздушной и противоракетной обороны.

«Цирконы» на подходе

Еще несколько образцов вооружений находятся на финальных стадиях разработки и испытаний.

К исходу этого года планируют завершить цикл тестирования корабельных гиперзвуковых ракет «Циркон», которые могут поражать морские и сухопутные цели на удалении до тысячи километров. Ими оснастят в перспективе не только новейшие российские фрегаты, но и подводные лодки.

В III квартале 2021-го начнутся летные испытания МБР «Сармат». Военные специалисты полагают, что наличие у России группировки таких ракет обесценит планы США по развертыванию глобальной системы ПРО. По оценкам экспертов, МБР РС-28 «Сармат» будет способна доставить разделяющуюся головную часть массой до 10 т со множеством ложных целей в любую точку мира как через Северный, так и через Южный полюс.

Бросковые испытания тяжелой жидкостной межконтинентальной баллистической ракеты «Сармат» российского ракетного комплекса наземного шахтного базирования РС-28 «Сармат»

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector