Материаловедческий вопрос по гипотетическим орудийным стволам.

Fakir> ...но это ЕСЛИ решить проблему стабильного детонационного горения Что получится проще и раньше, она или сверхзвуковое - трудно сказать.

Для того, чтобы достичь минимального времени реакции на обстрел баллистических целей, прорвавших дальний эшелон перехвата, надо было создать шахтные пусковые установки (ШПУ) с крышками, отлетающими за доли секунды после получения команды на пуск. По утверждению очевидцев испытаний, скорость изделия настолько огромна, что невозможно увидеть ракету при выходе из ШПУ и уследить за ней в момент полета. В камерах сгорания двигателей происходит не горение, а управляемый взрыв ..... Считается, что взрывная тяга ТТРД 53Т6 может достигать 1000 т, после чего головная часть противоракеты отделяется от основной ступени.

 

СОЗДАНИЕ ИМПУЛЬСА ЗА СЧЕТ ЭФФЕКТА ПРИСОЕДИНЕНИЯ СОБСТВЕННОЙ МАССЫ В ГАЗАХ, ЖИДКОСТЯХ И ТВЕРДЫХ ТЕЛАХ

В.И.Богданов
(ОАО «НПО «Сатурн», г. Рыбинск)

На базе результатов экспериментальных и расчетных исследований пульсирующих рабочих процессов реактивных двигателей, а так же теоретических положений физики взрыва показана возможность создания (увеличения) импульса за счет присоединения собственной массы газа. Эффективность взаимодействия масс газа определяется его модулем упругости

К=кrТR

и параметрами рабочих пульсаций. Получены предварительные результаты испытаний пульсирующей двигательной установки в вакууме.

Представлена схема двигательной установки с взаимодействующими твердыми телами. На ней выполнен мысленный эксперимент, доказывающий возможность создания импульса без выброса реактивной массы при наличии внешней силы – силы тяжести. Это согласуется с уравнением Мещерского в общем виде. Для твердотельных инерцоидов такой внешней силой может быть сила упругого взаимодействия его конструктивных элементов при их несимметричном жесткостном исполнении. Объяснение эффекта не выходит за пределы классической механики.

Показаны также проявления эффекта взаимодействия масс в крыле с пульсирующим обтеканием воздухом, экспериментальной буровой установке с пульсирующей подачей раствора, газодинамическом резонаторе – усилителе тяги.

 

ВЛИЯНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ МАСС ГАЗА НА ТЯГОВУЮ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПУЛЬСИРУЮЩИХ ДВИГАТЕЛЕЙ
В.И.Богданов, Д.С.Ханталин
(ОАО «НПО «Сатурн», г. Рыбинск)

Замедление прогресса в характеристиках традиционных ГТД p = сonst, рост их стоимости, возникшая необходимость в силовых установках нового назначения: разгонных двигателях для воздушно – космических самолетов, дешевых двигателях для беспилотных летательных аппаратов (БЛА) сегодня вызывают все больший интерес к циклу с подводом теплоты при постоянном объеме V = сonst.

Однако исследования рабочего процесса пульсирующих реактивных двигателей показывают значительные расхождения между экспериментальными и расчетными результатами. Иногда они не находят физического обоснования и противоречат законам сохранения.

В настоящее время существует проблема объяснения явления увеличения удельного импульса, намного превышающего расчетный квазистационарный, в многоцикловом, особенно в высокочастотном рабочем процессе пульсирующих двигателей без эжекторного усилителя тяги.

Известное из теории взрыва расчетно-теоретическое исследование единичного цикла (одномерного разлета продуктов детонации – газа) показывает возможность увеличения импульса в атмосфере в 3 раза по сравнению с вакуумом за счет волнового присоединения дополнительной массы воздуха.

С целью определения влияния на тяговые характеристики пульсирующих двигателей механико-геометрических соотношений с помощью современных численных методов в достаточно простой постановке задачи выполнены расчетные исследования пульсирующих рабочих процессов. Это позволило выявить физические основы и особенности явлений, происходящих в колебательном рабочем процессе при взаимодействии масс газа, вызывающее в определенных условиях значительное увеличение импульса.

Показано, что эффективность взаимодействия (присоединения) масс газа в рабочем процессе будут определять его механико-геометрические соотношения (частота, скважность рабочих пульсаций, геометрия цикловых масс).

В результате проведенного исследования появляется возможность установления взаимосвязи тяговой эффективности пульсирующих двигателей с их механико-геометрическими соотношениями.

Выявление и изучение эффекта прироста тяги над квазистационарной пульсирующих двигателей, работающих в разреженной газовой среде (технический вакуум) при взаимодействии цикловых масс, в настоящее время представляет собой важную задачу для аэрокосмической техники.

С целью решения этой задачи выполнено расчетное исследование сферического газодинамического резонатора – усилителя тяги в условиях атмосферы.

Показано, что результаты расчета сферического резонатора в условиях атмосферы верифицированы экспериментальными данными.

Расчет пульсирующего рабочего процесса сферического резонатора в условиях вакуума представляет собой сложную задачу и требует дальнейшего совершенствования физико-математической модели. Решение этой задачи позволит управлять механико-геометрическими соотношениями резонатора для достижения максимальной тяговой эффективности.

 

Горение топливной смеси происходит в режиме детонации. Детонационная волна распространяется в топливной смеси гораздо быстрее, чем звуковая, поэтому за время химической реакции детонационного горения объём топливной смеси не успевает существенно увеличиться, а давление возрастает скачкообразно (до значений свыше 100 ат), таким образом имеет место изохорический (при постоянном объёме) нагрев рабочего тела. После этого начинается фаза расширения рабочего тела в сопле с образованием реактивной струи.

Потенциальным преимуществом детонационного ПуВРД считается термический КПД более высокий, чем в ВРД любого другого типа.