Авиация и космонавтика 2003 10

Автор неизвестен

В общей сложности начиная с 1992 г. специалистами центра SAC осуществлено свыше 500 стендовых испытаний экспериментальных образцов двигателей различных типов. В феврале 2000 г. на технической базе Лаборатории AFRL фирма провела серию запусков шестикамерного двигателя PDRE, работающего на газообразном кислороде и водороде. Компоновкой этого двигателя предусмотрено кольцевое расположение камер сгорания, длина которых составляла 90 см, а диаметр 2,5 см.

Испытания

шестикомерного импульсного двигателя PDRE

В ходе испытаний, продолжительность которых составляла 10-30 с, детонация топлива в каждой камере проводилась с периодичностью 0,01 с. Ток кок микровзрывы в камерах выполнялись последовательно, то общая частота импульсов двигателя достигала 600 Гц, что позволило обеспечить высокую стабильность основных характеристик изделия.

Кроме того, в ходе нескольких запусков фирма провело испытания двух типов сопел. В проектном отношении этот элемент является одним из самых сложных узлов двигателя, так как требуется подобрать оптимальную форму для нескольких режимов работы: сверхзвукового, дозвукового, а также режима «запирания» сопла, в условиях которого будет производиться заполнение камеры сгорания компонентами топлива.

Работы по импульсным двигателям PDE с потреблением атмосферного кислорода Центр SAC ведет по заказу ВМС. В начале 2003 г. состоялись стендовые испытания опытной модели пятикамерной установки данного типа. В ходе состоявшихся запусков при скорости набегающего потока М=2,5 изделие, использующее в качестве горючего этилен, развило тягу 226-272 кг.

Конечной целью проекта является создание противокорабельной ракеты с крейсерской скоростью полета М=2,5-4 на высоте 12,2 км и дальностью действия 1300-1500 км. Согласно техническому заданию, летные испытания опытной модели изделия с экспериментальным двигателем PDE должны состояться в 2006 г., чтобы спустя четыре года принять систему на вооружение.

Кроме того, детонационные двигатели могут стать составным элементом комбинированных установок различных типов, например, использоваться в качестве форсажной камеры ТРДД.

Учитывая сложность программы, специалисты ВМС привлекли к ее реализации практически все организации, занимающиеся детонационными двигателями. Кроме компании Pratt and Whitney в работах принимают участие Исследовательский центр United Technologies Research Center (UTRC) и фирма Boeing Phantom Works.

Представленное описание основных направлений работ, выполняемых в США с задачами качественного улучшения технико-эксплуатационных характеристик двигательных установок высокоскоростных летательных аппаратов, позволяет сделать следующие обобщения.

Во-первых, планомерно проводятся работы по обновлению элементной базы уже существующих традиционных силовых установок – газотурбинных и жидкостных двигателей; при этом соответствующие проекты рассчитаны на десять-пятнадцать лет.

Во-вторых, подготовка технологий для наиболее перспективных двигателей типа СПВРД осуществляется различными военными и гражданскими ведомствами при активном взаимодействии их научно-исследовательских

организаций. В то же время следует отметить, что проекты, ориентированные на более отдаленную перспективу и связанные, как правило, со значительным техническим риском (например, разработка водородных СПВРД, импульсных двигателей), большей частью выполняются NASA. Ежегодно на разработку гиперзвуковых технологий агентство тратит около 130 млн долл.

Активное сотрудничество NASA и подразделений Министерства обороны в этой области утверждено принятой в 2001 г. директивой «Национальная аэрокосмическая инициатива» (National Aerospace Initiative – NAI). Первоочередными задачами программы NAI является создание боевой техники: к 2012 г. планируется разработать боевые ракеты со скоростью полета М=4, к 2020 г. ударные самолеты с крейсерской скоростью М=2-4. Позднее освоенные технологии предполагается применить при создании перспективных МТКС, эксплуатация которых может начаться после 2025 г. [5].

Литература

Модернизация газотурбинных двигателей

1. Flight International, 2000, 7- 13/XI, vol.158, N 4754, p.43

2. Flight International, 2001, 24-30/VII, vol.160, N 4790, p.6.

3 Aviation Week and Space Technology,2001,5/XI,vol 155.N 19,p 64,65

4 Space News, 2002, 6/V, vol 13, N 18, p.6.

5 Flight International. 2003, 27/V-2/VI, vol.163, No4884, p.28

Прямоточные воздушно-реактивные двигатели

2.1. Водородные СПВРД для аппаратов X- 30 и Х-43А

1 Military Space. 1994, 22/VIII, vol 11, N 17, p. 1,2.

2. Military Space, 1994. 12AH, vol. 11, N 25, p 4,5.

3 Aviation Week and Space Technology, 1994,28/111,vol. 140,N13,p 52-54

4 Flight International, 1994, 3-9/VIII, vol.146, N 4432, p.6

5. Aviation Week and Spoce Technology.2001,12/ll.vol 154.N 7,p 60.61

6 Aviation Week and Space Technology,2001,23/IV,vol. 154.N17,p.4 7

7. Aviation Week and Space Technology, 1999,28/VI,vol 150,N26,p.54-56

8. Flight International, 2001, 22-28/V, vol.159, N 4781.p34.35

9 Spoce News, 2001, 26/11, vol 12, N 8, p.24

10. Flight International, 2002, 25/VI-l/VII, vol.161. N 4837. p 24

ПВРД на углеводородном горючем

Программа HyTech

1 Aviation Week and Spoce Technology, 1997,13/X,vol. 147,N 15,p.63,64

2 Aviation Week and Spoce Technology.2001,26/111,vol. 154,N13,p.58-61

3 Aviation Week and Spoce Technology,2002,24/VI,vol 156,N25,p 95-98

4. Aviation Week and Spoce Technology.2001,23/IV.vol. 154.NI 7,p 47

5 Aviation Week and Spoce Technology, 1998.7/IX.vol. 149,N10.p.98.101

6 Aviation Week and Space Technology, 1999,11 /X.vol. 151 ,N 15,p.96

7 Aviation Week and Space Technology,2003,2/VI,vol 158,No22,p 22-24

Программа HyFly

1 Aviation Week and Space Technology, 1997,13/X.vol. 147.NI 5,p.63,64

2 Aviation Week and Space Technology, 1998,7/IX,vol. 149,N10,p 98,101

3 Aviation Week and Space Technology,2002,2/IX,vol 157,N10,p.56,58,59