XI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2019

 Целью представленной научной работы является создание летательного аппарата на основе прямоточного воздушно-реактивного двигателя, способного летать на гиперзвуковых скоростях в режиме крейсерского полета. Это обеспечит меньший расход топлива и повышенные летные характеристики, в сравнении с имеющимися на сегодняшний день летательными аппаратами. Данный летательный аппарат может применяться в различных областях авиации. К примеру, в таких как транспортная и военная авиация.

Прямоточный воздушно-реактивный двигатель (ПВРД) – это тепловой реактивный двигатель, рабочим телом которого является смесь атмосферного воздуха и продуктов сгорания топлива. В упрощенном варианте он состоит из диффузора, камеры сгорания и сопла, а также вспомогательных систем подачи топлива и зажигания, но они, в некоторых моделях, могут отсутствовать. Тяга ПВРД создается за счет нагнетания воздушных масс в камеру сгорания, благодаря торможению потоков об обтекатели входных отверстий.

Сложностью проектирования объясняется то, что достигнутые на данный момент характеристики ЛА с ПВРД существенно ниже теоретически возможных. Однако сложность применения данного двигателя окупается. Он может обеспечить дальность полета большую, чем любой из известных ныне.  

Так как использование ПВРД на пилотируемых самолетах нецелесообразно, то вполне логично предложить его использование на малых беспилотных ЛА.

Достоинства ПВРД следующие:  

– возможность использования двигателя при полетах на большой высоте в разреженных слоях атмосферы; 

– простота конструкции; 

– высокий показатель термического КПД. 

Однако ПВРД имеет один недостаток: он не может работать при низких скоростях или в неподвижном состоянии, поэтому для его запуска и стабильной работы необходим достаточно мощный встречный воздушный поток, который может обеспечиваться только дополнительным ускорителем. Для этого возможна замена привычной ВПП на альтернативную – электромагнитную подушку. В таком случае, взлетно-посадочная полоса будет представлять собой электромагнитную катапульту. 

Электромагнитная подушка разгоняет самолет сразу до скоростей, на которых начинает работать прямоточный двигатель, и запускает его в атмосферу. Садится беспилотник, так же на указанную полосу, которая направляет на него магнитное поле, за счет которого летательный аппарат снижается и садится на магнитную подушку.

Пример того, как может выглядеть малый беспилотный ЛА на основе ПВРД вкупе с электромагнитной подушкой представлен на рисунке 1.1.

Рис. 1.1 Малый беспилотный летательный аппарат на основе прямоточного воздушно-реактивного двигателя на электромагнитной подушке

Именно поэтому, при совмещении двух технологий, таких как прямоточный воздушно-реактивный двигатель и электромагнитная подушка, можно обеспечить полет с гиперзвуковыми скоростями в атмосфере при этом сократив затраты на топливо и время пути.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ:  

1. Артёмов О.А. Прямоточные воздушно-реактивные двигатели (расчет характеристик): Монография. - М: Компания Спутник+, 2006. - 374 

2. Ланкастер О. Е. Реактивные двигатели: Военное изд. -Министерство обороны СССР, Москва, 1962. - 243 

3. Wolfgang Birkenstock FLUG-REVUE, май 2000