CC BY
114Проектирование, производство и испытания двигателей летательных аппаратов
УДК 62.251:608.2
СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ КОМБИНИРОВАННЫХ ДВИГАТЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК
Д. С. Швецова, Т. А. Королёва, М. В. Кубриков
Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
E-mail: darya.shvetsova@yandex.ru
Проанализировано современное состояние комбинированных ракетных двигательных установок в России и за рубежом. Рассмотрены возможные перспективы развития в данной области.
Ключевые слова: комбинированные ракетные двигатели, двигательные установки, ракетный двигатель твердого топлива, прямоточный воздушно-реактивный двигатель, пастообразное топливо, крылатые ракеты.
MODERN STATE OF THE INTEGRAL ROCKET RAMJET
D. S. Shvetsova, T. A. Korolyova, M. V. Kubrikov
Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: darya.shvetsova@yandex.ru
The paper analyses the current state of combined propulsion systems in Russia and abroad and considers possible future development in this area.
Keywords: combined rocket engines, propulsion system, rocket engine solid fuel ramjet engine, paste-like fuel, cruise missiles.
Опережающее развитие ракетного вооружения является радикальным средством повышения эффективности авиационных боевых комплексов, зенитно-ракетных систем и артиллерийских комплексов, играющих определяющую роль в локальных конфликтах современности.
Отсутствие возможности радикального совершенствования ракетного вооружения за счет модернизации широко применяемых ракетных двигателей на твердом топливе (РДТТ), которые практически достигли предела своего совершенствования, привлекает особое внимание к двигательным установкам, энергетические возможности которых могут быть улучшены за счет использования атмосферного воздуха [1].
Наиболее перспективными для высокоскоростных летательных аппаратов (ЛА) с внутриатмосферной зоной эксплуатации являются двигательные установки (ДУ) на основе прямоточных воздушно-реактивных двигателей (ПВРД), в том числе, ракетно-прямоточных двигателей на твердом (РПДТ) и пастообразном (РПДП) топливах.
В этих двигателях благодаря интеграции могут быть наилучшим образом реализованы преимущества ракетных двигателей в стартово-разгонной ступени и высокие экономические показатели РПД в маршевой ступени [2].
Для сравнения характеристик используем общедоступную информацию о некоторых уже существующих ракетных двигателях и двигательных установках (см. таблицу).
Сравнительные характеристики ракет с комбинированными ДУ
Ракета Двигательная установка Дальность полета, км Маршевая скорость, М Геометрические параметры, м Год разработки
Длина Диаметр Размах крыла
Стартовая Маршевая
3М80 «Москит» (Россия) РДТТ ПВРД 250 2,35 9,74 0,76 2,1 1980
«Лота» (Франция, Германия) КРПД РДТТ 150 2,4-3 5,38 0,38 0,96 2005
«Яхонт» (Россия) РДТТ СПВРД 300 2-2,6 6,1 1,7 1997
Х-31А Мк1 (Россия) РДТТ ПВРД 50 1.8-2.1 4,6 0,36 0,77 1988
БЛ-б (Россия) [3] РДТТ ПВРД 22 2,8 6,2 0,34 1,52 1967
ЛБМР (Франция) РДТТ РПДЖТ 300 3 5,4 0,82 0,96 1986
*РДТТ _ ракетный двигатель на твердом топливе; КРПД - комбинированный ракетно-прямоточный двигатель; ПВРД -прямоточный воздушно-реактивный двигатель; СПВРД - сверхзвуковой прямоточный воздушно-реактивный двигатель; РПДЖТ - ракетно-прямоточный двигатель жидкого топлива.
Решетневскуе чтения. 2017
В 90-е годы наблюдался чрезвычайно быстрый рост интереса к ракетам, снабженным прямоточными воздушно-реактивными и комбинированными ракет-но-прямоточными двигателями: сразу несколько силовых установок этого типа находятся в стадии разработки. В 70-х гг. в США были весьма успешно реализованы две программы летных испытаний РПДЖТ: ALVRJ (Advanced Low Volume Ramjet), проведенная ВМС США, и ASALM (Advanced Strategic Air -Launched Missile), осуществленная ВВС США. Всего в рамках обеих программ проведено 13 успешных летных испытаний. Было показано, что испытывав-шиеся двигатели обладают высокими эксплуатационными характеристиками при полете как на уровне моря, так и на больших высотах при числах Маха, больших 5 [4].
И в настоящее время разработки в этой области не стоят на месте. На Международной выставке «День инноваций Министерства обороны Российской Феде-рации-2015» была показана поистине уникальная разработка, значение которой невозможно переоценить.
На стенде демонстрировался комбинированный воздушно-реактивный двигатель с прямоточной камерой пульсирующего горения и системой воздушного запуска [5].
Уникальность установки в том, что на ней можно менять в полёте режим работы с воздушного на ракетный. К тому же нет ограничений по числу таких переходов.
Министерство обороны России заинтересовалось разработкой и направило проект в различные ведущие организации страны на экспертизу. В большинстве случаев учёные дали положительные отзывы. Однако не обошлось и без отрицательных. Они способствовали устранению обнаруженных недостатков и выполнению следующего шага в создании полноценного двигателя.
В настоящее время продолжается проработка финансовых вопросов. Оказывается, проще создать уникальный двигатель, чем преодолеть финансово-юридические преграды и найти спонсора для его производства.
Библиографические ссылки
1. Интегральные прямоточные воздушно-реактивные двигатели на твердых топливах. Основы теории и
расчета / В. Н. Александров, В. М. Быцкевич, В. К. Вер-холомов и др. ; под ред. Л. С. Яновского. М. : Академкнига, 2006. 343 с.
2. Ракетно-прямоточные двигатели на твёрдых и пастообразных топливах / В. А. Сорокин, Л. С. Яновский, В. А. Козлов и др. М. : Физматлит, 2010. 320 с.
3. ЗРК «Куб» (Бывший СССР) - Военная техника [Электронный ресурс]. URL: http://voenteh.com/ rakety/rakety-klassa-zemlya-vozduh/zrk-kub.html (дата обращения: 5.09.2017).
4. Новый всплеск к ракетам с прямоточными двигателями [Электронный ресурс]. URL: http://epizodsspace.airbase.ru/bibl/a-e-t/1991/1-novy.html http://epizodsspace.airbase.ru/bibl/a-e-t/1991/1-novy.html (дата обращения: 6.09.2017).
5. Действующая модель комбинированного воздушно-реактивного двигателя для воздушно-космического самолёта. Инициативная разработка российских военных // Русская DARPA [Электронный ресурс]. URL: http://rusdarpa.ru/7p = 734 (дата обращения 7.09.2017).
References
1. Aleksandrov V. N., Bytskevich V. M., Verholo-mov V. K. i dr. [Integral'nye pryamotochnye vozdushno-reaktivnye dvigateli na tverdykh toplivakh]. M. : Academkniga, 2006. 343p.
2. Sorokin V. А., Yanovskij L. S., Kozlov V. А., Surikov E. V. i dr. [Raketno-pryamotochnye dvigateli na tvyordykh i pastoobraznykh toplivakh]. M. : Fizmalit, 2010. 320 p.
3. ZRK "Kub" (Byvshij SSSR) - Voennaya tekhnika. Available at: http://voenteh.com/rakety/rakety-klassa-zemlya-vozduh/zrk-kub.html (accessed: 05.09.2017).
4. Novyj vsplesk k raketam s pryamotochnymi dvigatelyami. Available at: http://epizodsspace.airbase.ru/ bibl/a-e-t/1991/1-novy.html (accessed: 06.09.2017).
5. Dejstvuyushhaya model' kombinirovannogo vozdushno-reaktivnogo dvigatelya dlya vozdushno-kosmicheskogo samolyota. Initsiativnaya razrabotka rossijskikh voennykh // Russkaya DARPA. Available at: http://rusdarpa.ru/?p=734 (accessed: 07.09.2017).
© Швецова Д. С., Королёва Т. А., Кубриков М. В., 2017
