РВСН и прочие СЯС, а также ТЯО
9,409,813 26,665
 

  Korniko ( Слушатель )
11 мар 2018 12:25:07

интересное

новая дискуссия Дискуссия  213

ну тогда уж и гиперзвука немножко...Улыбающийся
на эту работу я уже давно кидал ссылку, но вроде она и поисковиком находится...
«ПОЛЕТ ГИПЕРЗВУКОВОГО ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА С ПРЯМОТОЧНЫМ ВОЗДУШНО-РЕАКТИВНЫМ ДВИГАТЕЛЕМ ПО РИКОШЕТИРУЮЩЕЙ ТРАЕКТОРИИ» (В. М. Фомин, С. М. Аульченко, В. И. Звегинцев, Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН):


«В качестве типичного гиперзвукового летательного аппарата рассматривается двухступенчатая ракета класса "поверхность- поверхность" с твердотопливным ускорителем (РДТТ) в качестве первой ступени и с ПВРД в качестве силовой установки второй (маршевой) ступени. Стартовая масса ракеты принималась равной 1000 кг. В соответствии со статистическими данными полагалось, что при данной массе диаметр корпуса ракеты составляет 500 мм. В зависимости от рассматриваемого варианта расчета запас топлива для РДТТ и ПВРД составлял от 30 до 90% стартовой массы.



Участок разгона. Старт аппарата происходит под действием силы тяги РДТТ с поверхности H=0, V=0 при заданном начальном угле траектории во = 60-90°. Рациональное для данной задачи значение во = 60-90°. Время работы РДТТ определялось исходя из заданных массы топлива для РДТТ и расхода топлива, обеспечивающего постоянную силу тяги, превышающую начальный вес аппарата в 10 раз. Характерные траектории полета на участке разгона приведены на рис. 2. На рис. 3 показано изменение скорости полета при наборе высоты.


Если разгон осуществляется с помощью комбинированной силовой установки, то после окончания работы РДТТ с небольшой задержкой (приблизительно 1 с) открывается воздухозаборник с постоянной площадью сечения захватываемой струи воздуха и включается в работу ПВРД, что позволяет продолжить разгон аппарата и набор высоты. На рис. 2, 3 видно, что использование комбинированной силовой установки позволяет существенно увеличить скорость и высоту после завершения участка разгона. На рис. 4 показаны диапазоны высот и скоростей полета в момент окончания работы двигателей при различных значениях массы топлива, затраченного на разгон. Различные точки соответствуют различным значениям угла старта. Видно, что для разгона до скорости 2000 м/с с помощью РДТТ необходим запас топлива, превышающий 70% стартовой массы аппарата. Разгон до тех же скоростей при использовании комбинированной силовой установки РДТТ-ПВРД требует запаса топлива не более 40 % взлетной массы.



Основной участок. Исходя из характеристик, полученных на участке разгона, предполагалось, что после разгона маршевая ступень имеет массу, составляющую 60% полной взлетной массы, и скорость полета от 500 до 2500 м/с в диапазоне высот 5-50 км. Дальнейший полет может выполняться по двум качественно различающимся траекториям, рассматриваемым ниже.



Характерные значения дальности при полете по траектории с постоянными параметрами показаны на рис. 6. Предполагается, что на участке разгона до выбранной высоты и скорости израсходовано одинаковое количество топлива (40%), в то время как на маршевом участке расходуются оставшиеся 36% (рис. 6,а) или 48% (рис. 6,б) стартовой массы летательного аппарата.


Оптимальная скорость полета составляет 1500-2000 м/с (число Маха M=5-7). При максимальном значении аэродинамического качества (K=3,5) и имеющемся на борту запасе топлива, равном 88% начальной массы ЛА, дальность полета может достигать 12000 км (с учетом участка спуска, составляющего 3-6% длины участка маршевого полета).



Рикошетирующая траектория. Как показано выше, даже при выключенной силовой установке использование эффекта аэродинамического качества позволяет выполнить полет по рикошетирующей траектории и тем самым существенно увеличить его дальность.

Основная идея данной работы заключалась в совместном использовании аэродинамического качества и периодического включения ПВРД для осуществления продолжительного рикошетирующего полета.



Характерная рикошетирующая траектория движения ЛА с периодически включающимся ПВРД представлена на рис. 7. В данном случае общая дальность полета равна 6000 км при времени полета 4217 с. При этом двигатель включался 15 раз и в общей сложности отработал 1276 с.

На рис. 8 показано изменение высоты, скорости, угла наклона траектории со временем на начальном этапе полета. Видно, что в результате осцилляций траектории скорость полета увеличивается примерно до 1500 м/с. Средняя горизонтальная скорость полета составляет 6000 км/4217 с = 1423 м/с. Угол наклона траектории меняется в диапазоне -10° < в < 10°.

Характерные значения дальности при полете ЛА с ПВРД по рикошетирующей траектории приведены на рис. 9. Как и ранее, предполагается, что на участке разгона до выбранной высоты и скорости израсходовано одинаковое количество топлива (40%), в то время как на маршевом участке расходуются оставшиеся 36% (см. рис. 9,а) или 48% (см. рис. 9,б) стартовой массы ЛА.



При максимальном значении аэродинамического качества (K=3,5) и имеющемся на борту запасе топлива, равном 88% начальной массы ЛА, дальность полета по рикошетирующей траектории может достигать 11000 км (с учетом участка спуска). Сравнивая данные, полученные для рикошетирующих траекторий (см. рис. 9), с данными для траекторий, где скорость полета постоянна (см. рис. 6), можно заметить, что существенного различия значений максимальной дальности полета не наблюдается. Можно отметить значительное увеличение дальности при больших (более 2000 м/с) и малых (менее 1000 м/с) значениях начальной скорости полета. В этих случаях периодические включения ПВРД приводят к выравниванию средней скорости полета на уровне 1500 м/с.


  
  • +0.97 / 16
  • АУ
ОТВЕТЫ (0)
 
Комментарии не найдены!