....

новая дискуссия Дискуссия  90

ЦитатаЦитата: Foxhound от 02.01.2020 23:47:50

Я лично в этом не участвовал, но слышал что активно считали горение и разные элементы двигателя, поднимали еще советские наработки и перепроверяли результаты. На один НТС по теме меня научрук приводил чтобы знал что люди делают)))

Разработкой вопросов теории внешнего горения, каковая имела непосредственное отношение к гиперзвуковым двигателям изменяемого (комбинированного) цикла занималась моя выпускающая кафедра ещё в конце 70-х, начале 80-х годов прошлого века. 

«Техника-молодежи» 1992 г. №10, с.2-4 ГИПЕРЗВУКОВОЙ, ПРЯМОТОЧНЫЙ, ЛЕТАЕТ!

Цитата
Воздушно-космический самолет XXI века. Его корпус — не что иное, как гиперзвуковой прямоточный двигатель с внешним горением.
...
Первые крупные ПВРД создали опять же советские конструкторы И.А.Меркулов в 1939 году (дозвуковой ПВРД) и М.М.Бондарюк в 1944 году (сверхзвуковой). С 40-х годов работы по «прямоточке» начались в Центральном институте авиационных моторов (ЦИАМ).
Сверхзвуковыми ПВРД оснащались некоторые типы летательных аппаратов, в том числе и ракеты. Однако еще в 50-х годах выяснилось, что при числах М, превышающих 6 — 7, ПВРД малоэффективен. Вновь, как и в случае с турбореактивным двигателем, воздух, тормозившийся перед КС, попадал в нее слишком горячим. Компенсировать это увеличением массы и габаритов ПВРД не имело смысла. Кроме того, при высоких температурах начинают диссоциировать молекулы продуктов сгорания, поглощая энергию, предназначенную для создания тяги.
Тогда-то в 1957 году Е.С.Щетинков — известный ученый, участник первых летных испытаний ПВРД — изобрел гиперзвуковой двигатель. Спустя год публикации о подобных разработках появились и на Западе. Камера сгорания ГПВРД начинается почти сразу за воздухозаборником, далее она плавно переходит в расширяющееся сопло (рис.2). Воздух хоть и притормаживается на входе в нее, но в отличие от предыдущих двигателей перемещается в КС, вернее, мчится со сверхзвуковой скоростью. Поэтому его давление на стенки камеры и температура значительно ниже, чем в ПВРД.
Несколько позже была предложена схема ГПВРД с внешним горением (рис.3) У самолета с таким двигателем топливо будет гореть прямо под фюзеляжем, который послужит частью открытой КС. Естественно давление в зоне горения окажется меньше, чем в обычной КС, — тяга двигателя несколько снизится. Зато получится выигрыш в весе — двигатель избавится от массивной наружной стенки КС и части системы охлаждения. Правда, надежная «открытая прямоточка» еще не создана — ее звездный час придет, вероятно, в середине XXI века.
Вернемся, однако, к ГПВРД, который и испытывался в канун прошлой зимы. Топливом ему служил жидкий водород, хранящийся в баке при температуре около 20 К (— 253°С). Обеспечить горение в сверхзвуковом потоке было, пожалуй, самой сложной проблемой. Распределится ли водород равномерно по сечению камеры? Успеет ли полностью выгореть? Как организовать автоматическое управление горением? — ведь датчики в камере не установишь, они расплавятся.
Ни математическое моделирование на сверхмощных компьютерах, ни стендовые испытания не давали исчерпывающих ответов на множество вопросов. Кстати, для имитации воздушного потока, например при 8М, на стенде необходимы давление в сотни атмосфер и температура около 2500 К — жидкий металл в раскаленном мартене куда «прохладней». При еще больших скоростях характеристики двигателя и летательного аппарата можно проверить только в полете.
Он задумывался давно и у нас, и за рубежом. Еще в 60-х годах в США готовили испытания ГПВРД на скоростном самолете-ракете Х-15, однако, судя по всему, они так и не состоялись.
Отечественный экспериментальный ГПВРД сделали двухрежимным — при скорости полета, превышающей 3М, он работал как обычная «прямоточка», а после 5 — 6М — как гиперзвуковой. Для этого изменялись места подачи топлива в КС. Разгонщиком двигателя и носителем гиперзвуковой летающей лаборатории (ГЛЛ) стала снимаемая с вооружения зенитная ракета. ГЛЛ, включающую системы управления, измерения и связи с землей, бак с водородом и топливные агрегаты, пристыковали к отсекам второй ступени, где после изъятия боевой части остался маршевый двигатель (ЖРД) со своими топливными баками. Первая ступень — пороховые ускорители, — разогнав ракету со старта, через несколько секунд отделилась.
Стендовые испытания и подготовка к полету проводились в ЦИАМ имени П.И.Баранова совместно с Военно-воздушными силами, машиностроительным КБ «Факел», превратившим свою ракету в летающую лабораторию, тураевским КБ «Союз» и московским агрегатным КБ «Темп», изготовившими двигатель и регулятор топлива, и другими организациями. Руководили программой известные авиационные специалисты Р.И.Курзинер, Д.А.Огородников и В.А.Сосунов.
Для обеспечения полета в ЦИАМе создали мобильный заправочный комплекс жидкого водорода и бортовую систему его подачи. Сейчас, когда жидкий водород рассматривается как одно из самых перспективных топлив, опыт обращения с ним, накопленный в ЦИАМе, может пригодиться многим.
...Ракета стартовала поздно вечером, было уже почти темно. Через несколько мгновений носитель «конуса» скрылся в низкой облачности. Наступила неожиданная по сравнению с первоначальным грохотом тишина. Испытатели, наблюдавшие старт, подумали даже: неужели все сорвалось? Нет, аппарат продолжал намеченный путь. На 38-й секунде, когда скорость достигла 3,5М, двигатель запустился, в КС начал поступать водород.
А вот на 62-й действительно произошло непредвиденное: сработала автоматика прекращения подачи топлива — ГПВРД отключился. Затем, примерно на 195-й секунде, вновь автоматически запустился и проработал до 200-й... Ее заранее определили как последнюю секунду полета. В этот момент ракета, находясь все еще над территорией полигона, самоликвидировалась.
Максимальная скорость составила 6200 км/ч (чуть больше 5,2М). Работу двигателя и его систем контролировали 250 бортовых датчиков. Измерения по радиотелеметрической связи передавались на землю.
Еще не вся информация обработана, и более подробный рассказ о полете — преждевременен. Но уже сейчас ясно — через несколько десятилетий пилоты и космонавты оседлают «гиперзвуковую прямоточку».



Зенитная ракета с ГПВРД на стартовой установке (фото публикуется впервые).

• +0.75 / 14