Научная статья на тему 'Воздушный реактивный двигатель с нагревом воздуха в ядерном реакторе и его применение в БПЛА'

Воздушный реактивный двигатель с нагревом воздуха в ядерном реакторе и его применение в БПЛА Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

CC BY
334
79
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Аннотация научной статьи по механике и машиностроению, автор научной работы — Меликов Р.Т., Кудряшов А.А., Чирков П.Р.

История создания. Принципиальная схема работы. Применение в современной авиации.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Воздушный реактивный двигатель с нагревом воздуха в ядерном реакторе и его применение в БПЛА»

Секция «Эксплуатацияи надежность авиационной техники»

- после посадки самолета экипажем записано: «В полете большой угол отклонения штурвала влево»;

- после прилета в аэропорт «Домодедово» было произведено контрольное взвешивание перевозимого на самолете груза, в результате которого выявлена перегрузка самолета на 15411 кг.

Библиографическая ссылка

1. Безопасность и надежность технических систем : учеб. пособие / Л. Н. Александровская, И. З Аронов и др. М. : Университетская книга ; Логос, 2008.

© Мальцева Н. Н., Шаймарданов Л. Г., 2011

УДК 621.548

С. А. Медведев Научный руководитель - Г. Д. Коваленко Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск

ВЕТРОГЕНЕРАТОР РОТОРНОГО ТИПА МАЛОЙ МОЩНОСТИ

Дается краткое описание конструктивной схемы ветрогенератора роторного типа малой мощности, ее особенности и преимущества.

Вопрос об эффективном использовании энергии ветра был поставлен в 1914 г. (до 1918 г.). Н. Е. Жуковский со своими учениками - создает впервые теорию ветродвигателей. С тех пор было создано множество вариантов ветродвигателей, которые получили распространение в СССР в большей степени в сельском хозяйстве. Энергия ветра может быть использована всюду, поэтому она имеет особое значение среди других источников энергии. Человек, главный потребитель электрической энергии, заинтересован в ее дешевизне и доступности.

Цель проекта заключается в создании новой конструктивной схемы ветрогенератора с мощностью на выходе 0,5 кВт.

Мною для повышения КПД используется механизм управления углом атак 8-образных лопастей. Система тяг предусматривает передачу сил ко всем лопастям так, что они устанавливаются на равновесные углы. Путем изменения длин тяг устанавливается оптимальное положение, при котором крутящий момент наибольший.

Энергия воздушных масс, возбуждает вращение лопастей 8-образной формы, которые передают крутящий момент крестовине сверху и окружности рото-

ра снизу, главный вал служит лишь для их жесткого крепления. Зубчатая передача, расположенная на окружности ротора снизу позволяет беспрепятственно снимать крутящий момент генератором автомобильного типа. Эта схема передачи крутящего момента нова, и позволяет снизить потери на трение и выиграть до 10-15 % снимаемой мощности по сравнению с ременной передачей.

Предполагается, что реализация предложенного устройства даст следующие преимущества:

- автономность и экологичность;

- отсутствие необходимости поворотных устройств ориентации ротора по направлению ветра;

- простая конструкция;

- малые гироскопические нагрузки, большой начальный момент;

- возможность вращаться при любом направлении ветра.

Легкость и прочность материалов ВРТ позволяет создать долговечную и простую конструкцию, активную даже при невысокой скорости ветра.

© Медведев С. А., Коваленко Г. Д., 2011

УДК 629.73.001.63

Р. Т. Меликов, А. А. Кудряшов Научный руководитель - П. Р. Чирков Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск

ВОЗДУШНЫЙ РЕАКТИВНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ С НАГРЕВОМ ВОЗДУХА В ЯДЕРНОМ РЕАКТОРЕ И ЕГО ПРИМЕНЕНИЕ В БПЛА

История создания. Принципиальная схема работы. Применение в современной авиации.

Появление реактивных двигателей с приводом от ядерного реактора было связано с необходимостью СССР и США в создании стратегических бомбардировщиков. Обеим сторонам требовались бомбардировщики с радиусом действия свыше 15 000 км используя существующие на тот момент двигателя не-

возможно было создать самолеты с требуемыми ЛТХ а следовательно требовался абсолютно новый тип двигателей.

Задача создания реактивного бомбардировщика необходимой дальности полета с обычной силовой установкой в 1950-е гг. представлялась непреодолимо

Актуальные проблемы авиации и космонавтики. Технические науки

сложной. Тем более, сверхзвукового, потребность в котором диктовалась стремительным развитием средств ПВО. В это же время в СССР и в США велись разработки в области ядерной энергии. уровень знаний о ядерной энергии атома был на высоком уровне в связи с чем и был предложен новый тип энергии для осуществления полета самолета, тем самым начались исследования по созданию авиационного двигателя, работающим от ядерного реактора. Было предложено два типа ядерных авиационных силовых установок (далее ЯАСУ): прямоточные и непрямоточные [2-4].

Суть работы прямоточного атомного реактивного двигателя заключается в следующем: первоначально поступающий в двигатель воздух сжимается компрессором, далее он поступает напрямую в реактор, где практически мгновенно нагревается, после этого нагретый воздух поступает на турбину, которая в свою очередь приводит в движение лопасти компрессора, далее воздух проходит через реактивное сопло и попадает в атмосферу. Основным недостатком такого типа СУ является то, что в атмосферу попадает облученный воздух [1; 2].

В отличие от прямоточной схемы, в непрямоточной воздух, проходящий через сам двигатель никак не сливался с потоком из реактора. Это были два разных потока. Струя воздуха поступает в двигатель, откуда сначала направлялась вверх по трубопроводу в специальную камеру, через которую, отдельным трубопроводом, соединенным с реактором, проходил разогретый воздух из самого реактора. Вследствие теплообмена разогретый поток двигателя поступал далее в камеру сгорания. Главное преимущество этой схемы в том, что поток воздуха на выходе из турбины оставался чистым, что значительно улучшало качества двигателя. К минусам можно отнести значительно больший вес конструкции по сравнению с первой схемой, а также ее сложность [3].

Созданием боевых межконтинентальных баллистических ракет (в первую очередь для доставки к цели тяжёлых водородных бомб), на базе ядерного реактивного двигателя (ЯРД) в СССР и США начали заниматься в конце 50-х годов прошлого века, т. е. еще до создания стратегических ракет, работающих

на химическом топливе. В СССР задача разработки экспериментальной крылатой ракеты «375» с ядерным прямоточным воздушно-реактивным двигателем конструкции ОКБ-670 М. М. Бондарюка была поставлена перед ОКБ-301, возглавляемым С. А. Лавочкиным.

Место обычной камеры сгорания в этом двигателе занимал реактор, работавший по открытому циклу -воздух протекал прямо сквозь активную зону, нагревался до высокой температуры и выбрасывался наружу, создавая тягу. За основу конструкции планера ракеты были приняты разработки по межконтинентальной крылатой ракете «350» на обычном топливе. Однако тема «375» не получила развития, а смерть С. А. Лавочкина в июне 1960 г. поставила точку в этих работах. США также отказались от боевых межконтинентальных ракет с ядерным двигателем, из-за создания надёжных стратегических ракет на химическом топливе [2; 4].

В настоящее время такой тип двигателя используется на на таких разработках как: БПЛА «Global Hawk» (американское производство) и на межконтинентальной ракете SLAM (американское производство). На обеих разработках используется прямоточный тип двигателя [2].

Библиографические ссылки

1. Современная реактивная авиация, история развития современной реактивной авиации [электронный ресурс]:база данных содержит данные по данному типу двигателей. 2009. URL: http://modernjetaircraft. com/?p=287.

2. Ядерная индустрия : курс лекций. И. Н. Бекман. Лекция 16. Ядерные двигатели для транспорта.

3. Наш портал авиаторов : база данных содержит данные по данному типу двигателей. 2009. URL: http://www.4avia.ru/content/samolet-s-atomnym-dvigatelem.

4. RNNS.RU [электронный ресурс]: база данных содержит данные по данному типу двигателей. 2007. URL: http://rnns.ru/weapon/119996-samolyot-s-atomnym-dvigatelem.html.

© Меликов Р. Т., Кудряшов А. А., Чирков П. Р., 2011

УДК 620.92

Н. А. Писарев Научный руководитель - Г. Д. Коваленко Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск

РАЗРАБОТКА УСТАНОВОК ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ БЫСТРОВРАЩАЮЩИХСЯ ДИСКОВ

Данный проект рассматривает нутацию, а также использование этого явления создания машин.

В настоящее время, проблема альтернативных источников энергии, в частности создания принципиально новых двигательных установок, ведет к поиску новаторских проектов.

Как известно, нутация (от лат. пиайо - колебание), происходящее одновременно с прецессией движение твердого тела, при котором изменяется угол между

осью собственного вращения тела и осью, вокруг которой происходит прецессия; этот угол называется углом нутации. У гироскопа (волчка) движущегося под действием силы тяжести нутация представляет собой колебания оси гироскопа, амплитуда и период которых тем меньше, а частота тем больше, чем больше угловая скорость собственного вращения.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.