Прямоточные воздушно-реактивные двигатели Бондарюк М.М. Ильяшенко С.М. (1014191), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Найдем продолжительность вертикального полета ракеты с ЖРЛ 1 тс» прн ч=068; С»=16 —, если отношение начального веса к тяге — =0,6 и час' 11 тяга и течение всего полета постоянна: чр» 0,68 0,6 Г= —" = ' ' =0,021 часа=76 сек. Ссст 16 сМй 1 295 3,6 2,5.5 1 7 1п — ' 1и 62СО км. С, 1— 2,6 1 — 0,7 й 4. ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ РАЗЛИЧНЫХ ВИДОВ РЕАКТИВНЫХ ДВИГАТЕЛЕН Краткие сведения о параметрах реактивных двигателей, приведенные в предыдущих параграфах, позволяют определить области скоростей и высот, на которых наиболее рационально применять двигатели тех или иных типов (фиг.
11) '. р г г з з бм фиг. 12. Взлет самолета со стартовыми ракетами. Фиг. 11. Области прям»пения двига- телей различных типов. Обозначения те же, что и на фиг, 8. Ракетные двигатели на твердом топливе (ПРД) и на жидком топливе (ЖРД) могут применяться при любых скоростях и на любых высотах: высоты и скорости ограничиваются аэродинамикой летательного аппарата, а не особенностями ракетного двигателя.
Р а к е т н ы е д в и г а т е л и применяются в качестве стартовых ускорителей для сокрашения длины и времени разбега самолетов с поршневыми, турбовинтовыми и воздушно-реактивными двигателями; на реактивных снарядах, на зенитных управляемых ракетах (фиг. 12, 13 и 14) и на ракетах дальнего действия, Ракеты эпохи конца Второй мировой войны имели дальность порядка 300 км. Ее можно ' Управляемые снаряды (обзор), «Вопросы ракетной техники», 1956, № 1 Г.
Гарднер (О. тК Оагбпег), Управляемые снаряды. СЬаг(егеб МесЬ, Епачпеегз, 1955, № 1, р. 2. Пример 3. Найдем дальность активного горизонтального полета стратосферного крылатого летательного аппарата типа „Наваха (см. стр. 30) с прямо~бчным Вед при скорости полета «И=2«5, если качество самолета а=5 и относительный вес ~орючего «=0,7. Скорость звука в стратосфере: с=295 м)еек. Удельный расход горючего ПВРД при »и=2,5: С,=2,6 кг1чае. кг.
дальность увеличить во много раз путем увеличения удельной тяги, начального веса и относительного запаса горючего. В СССР успешно испытана межконтинентальная баллистическая ракета, способная достичь любого пункта на поверхности земного шара. К концу работы реактивного двигателя скорость ракеты становится во много раз больше скорости звука.
Ббльшую часть пути ракета пролетает по инерции на огромной высоте в очень разреженной атмосфере, Этот участок полета практически неуправляем. Фиг. 13. Высотная ракета «Викинг», Фиг. !4 Зенитный управляемый сна- ряд «Найк». Во время моторного полета ракеты дальнего действия могут управляться посредством газодинамических рулей, расположенных в струе отходящих газов и получающих сигналы от автопилота или по радио. Высотные ракеты с ЖРД применяются и для научных целей: для исследования верхних слоев атмосферы, солнечной радиации, космических лучей и т.
д. Данные о слоях атмосферы, лежащих на высоте, большей 40 км (табл, 1. 1), получены при помощи высотных ракет (типа»г-2 и «Викинг»), в верхней части которых вместо боевой головки располагался приборный отсек. Таблица 1.1 Физические данные атмосферы (Получены прн помогцн высотных ракет) давленне ргг хм рт. ст.
Плотность тгг кг!мв Температура Т ~К Высота Н км При помощи ракеты-носителя 4 октября 1957 г. в Советском Союзе был запущен первый искусственный спутник Земли диаметром 58 см и весом 83,6 кг, оснащенный приборами и радиопередатчиками, а месяц спустя, 3 ноября !957 г. был запущен второй спутник с более сложным оборудованием, в 6 раз ббльший по весу.
гтчРД применяются в качестве основных двигателей и на самолетах, создаваемых для изучения сверхзвуковых полетов (фиг. 15), Тур боре а кт и в ные двигатели( ТРД) применяются на скоростных гражданских и военных самолетах различных типов (фиг. 16). Тяжелые самолеты с ТРД способны пролететь до 8000 км со скоростью свыше 1000 км!час. Современные самолеты с ТРд развивают оверхзвуковые скорости. ТРД с форсажными камерами и двухконтурные ТРД предназначаются для полетов со скоростями, достигающими утроенной скорости звука (см. фиг. 11). Форсированные ТРД устанавливаются как на легких, так и на тяжелых самолетах, 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 180 200 220 288, 0 230,8 2!2,8 231,7 262,5 270,8 252,8 218,0 205,0 217,0 240,0 270,0 330,0 390,0 447,0 503,0 560,0 676,9 792,5 906,6 760 210 42 9,5 2,4 7,6 10 — 1 2,2 10-! 5,5 10-в 1,1 АЙ !0 2,0.10 — в 6,0 10-4 2,0 10-в 6,0 10 в 2,0 10-в 7,0.10-в 3,7 10-в 2,0.10-в 7,0 10 — т 3,0 10 1,4 10-т 1,1 4,2 10-т 9,3 гб 1,9 !О 4 2.10 — в 1,2.10-в 3,5 10-в 9,7 10 в 2;1 10 — в 4,1.10-в 8,6.10 т 2,0 10-т 5,6 10-в 1 9.10 — в 7,6.10 в 3,4.10 1,6 !О 4810 гв 1,7.10 гв 7,0 10 Наиболее широкими областями применения по скоростям и высо.
там обладают прямоточные воздушно-реактивные двигатели (см. фиг. 11). С увеличением высоты полета давление атмосферного воздуха падает (см. табл. 1. 1) и условия для смесеобразования и сжигания топ- Фвг. 15. Сверхзвуковой самолет с ЖРД. М 2,б; Н=20 кв. лива в камерах ВРД ухудшаются (см. гл. ЧП1). С другой стороны, с увеличением скорости полета прирост давления в камере за' счет скоростного напора набегающего потока увеличивается. Поэтому чем больше скорость полета, тем больше высота, до которой сгорание в камерах ВРД может протекать в удовлетворительных условиях.
Прямоточные ВРД способны развивать наибольшие скорости. Поэтому они могут действовать на ббльших высотах, чем какие-либо другие воздушно-реактивные двигатели. Сверхзвуковые ПВРД обладают большей высотностью, чем дозвуковые, Высотность дозвуковых ПВРД, работающих на углеводородном горючем, составляет около 1О км. Д о з в у к о в ы е ПВРД применяются на летающих мишенях, самолетах-снарядах и на вертолетах. Л е т а ю щ и е м и ш е н и служат для тренировки расчетов зенитной артиллерии, для обучения летчиков-истребителей и для проверки действия различных средств противовоздушной обороны, заменяя дорогие самолеты.
Самолет-мишень поднимается на требуемую высоту самолетом-маткой, прямоточный двигатель запускается, мишень отцепляется от матки и переходит к самостоятельному полету, управляемому автопилотом и радиокомандами (фиг. 17). Вертолетные до звуковые ПВРД устанавливаются иа концах лопастей ротора (фиг. 18). Вертолет с ПВРД прост, надежен, дешев и не нуждается в применении средств для компенсации реактивной закрутки корпуса, так как двигатели установлены на самом роторе. Сверхзвуковые пр я м оточны е ВРД применяются на зенитных управляемых ракетах, на сверхзвуковых истребителях и крылатых ракетах дальнего действия.
27 Фиг, !6. Самолеты с ъурбореактивиыми двигателями а — пассажирский самолет тул04, б — истребитель, е — тяжелый бомбардировщик. 28 Фиг. !7. Применение и испытание ПВРЛ. а — летающая мишень Горгон !Ч, б — американская ле. тающая модель Локхид Х.т для испытания саеркзву.
ковых ПВРД. Фиг. 18, Вертолет с прямоточными ВРД на концах лопастей ротора, 29 Зенитная управляемая ракета с ПВРД взлетает при помощи стартового ракетного двигателя, набирает высоту и преследует намеченный объект под действием ПВРД (фиг. 19). И с т р е б и т е л ь с ПВРД, прототипом которого является самолет Ледюка, стартует при помощи ракеты или ТРД и продолжает полет под действием ПВРД (фиг. 20).
Фиг. 19, Зенитный управляемый снаряд Бристоль-Боинг с двумя сверхзвуко- выми ПВРД. Крылатая ракета дальнего действия (КРДД), примером которой может служить разрабатываемая в США летательная машина «Навахо» (фиг. 21), стартует при помощи ЖРД и совершает маршевый полет под действием двух ПВРД, расположенных под фюзеляжем. Расчетная дальность этой ракеты, предназначаемой для межконтинентальных полетов с водородной бомбой, при скорости, в 2,5 — 3 раза большей скорости звука, составляет 8000 км на высоте порядка 20 км. Наиболее эффективным средством зашиты от сверхзвуковых КРДД.
вероятно, будут сверхзвуковые истребители с ПВРД, поднимаемые в воздух на самолетах-матках, барражнру ющих около защищаемых объектов, и сверхзвуковые управляемые снаряды, снабженные системой управления Фиг. 20. перехватчик с прямоточным Врд по радио и приборамн само- наведения (см. фиг. 14 и 19), Подводя итоги, мы можем сказать, что основными преимуществами ПВРД является их способность действовать на очень больших скоростях полета и на больших высотах, чем ТРД; большая экономичность, чем у ЖРД, а также легкость; отсутствие движущихся частей и простота конструкции. Основным их недостатком является отсутствие статической тяги, необходимость принудительного старта и малая экономичность при дозвуковых скоростях полета. Прямоточные ВРД вЂ” наиболее эффективные двигатели для авиации больших сверхзвуковых скоростей.
Фиг. 21, Крылатая ракета дальнего действия типа «Навахо» с двумя сверхзвуковыми прямоточными ВРД. ЛИТЕРАТУРА 1. 3 сиге р Э. и Б р е д т И. Дальний бомбардировщик с ракетным двигателем, Воениздат, М., 1946. 2. 3 е й ф е р т Г. С., М и л л с М. М, и С а и м е р ф и л ь д М., Физика ракеты. Успехи физических наук, т. ХХХ1Ч, вып. 4, 1948, 580 — 591. 3. Ме р к у л он И. А., «Вестник воздушного флота», !953, № 12, 4.
М ер р ей Р., Введение н ядерную энергетику, Изд. вностр. литературы, 1955. 5. М е шеро ки й И. В., Работы по динамике тел переменной массы. Гостехиздат, ! 950. 6. Н а м и а с М., Гдерная энергия, Изд, иностр. литературы, !955. 7. С агто н Д., Ракетные двигатели, Изд нностр, литературы, 1952. 8. Стечкин Б. С., Теория воздушного реактивного двигателя, «Техника Воздушного Флота», 1929, № 2. 9. Управляемые снаряды (обзор), «Вопросы ракетной техники», № 1, 1956.
10. Н пол ковский К, Э., Научное обозрение, 1903, 1!. А ч е г у %, Н., Тчгеп1у-1!че денга о1 Кагп)ег Рече!оршеп1. 3е1, Ргори!шоп, ч. 25 Х!, 1955, !2 К а!!1!паху А., Вес!е(у о1 Аи1огпо(ьче ной!п., Тгапзас(юпз, 1949, р.1. 13. Г а рд не р Г (С а г г! пег С.%.), Управляемые снаряды СЬаг1егег) МесЬ. Епн!пеег, 1955, № 1, р 2, 14. 1. ей ос Л е и е, Вгече1 б!пчеп!!оп, Ргапсе, № 770326; 1933; № 779655, 1934.
15. Еог ! и Ке не, Ре !а !игЫпе а даз аи ргорШзеиг а геас1юп, Аегоры!е, 1913, № 10, (lпе ехрег!епсе ге!аиче аи ргориыеиг а геас1юп 8!гес1е; Аегор. 1913, № 22. 16. С а г 1 е г В С., Вгй!зн Ра1еп(, № 293594, !926. 17, М агоиагб1 К., Еи!иге о1 Каш!е1 Еп81пез„Ашег!сап Ач!а1!оп, 1 — П, 1954, 24 — 28, 18. Н ! ! ! Р. Л., Рагаше1егз Ре1егппп!пн Рег1оппапсе о1 Еирегзоп!с Рнонезв А1гр!апез Рочгегеб Ьу Каш-Сошргезз!оп Рогчег Р!апик НАСА ЪЧаг1!ше Кер. 1. 755, Ч1, 1946. 19. 5а и бе ге№ Р., Рег1оппапсе Рагаше1егз 1ог че! Ргори)з(оп Епя!пса, НАСА ТМ, !!06, !946.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
