RU2415373C1 - Способ управления обтеканием беспилотного летательного аппарата - Google Patents
Способ управления обтеканием беспилотного летательного аппарата Download PDFInfo
- Publication number
- RU2415373C1 RU2415373C1 RU2010101265/11A RU2010101265A RU2415373C1 RU 2415373 C1 RU2415373 C1 RU 2415373C1 RU 2010101265/11 A RU2010101265/11 A RU 2010101265/11A RU 2010101265 A RU2010101265 A RU 2010101265A RU 2415373 C1 RU2415373 C1 RU 2415373C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- uav
- flow
- control method
- working fluid
- aerodynamic
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 12
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 10
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 11
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 4
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 3
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 3
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000010494 dissociation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005593 dissociations Effects 0.000 description 1
- 239000008246 gaseous mixture Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Abstract
Изобретение относится к авиации. Способ управления обтеканием беспилотного летательного аппарата включает выпуск в носовой части под давлением рабочего тела плотностью менее 0,06 г/см3, содержащего диссоциированный водород. В пульсирующем режиме с частотой от 10 до 12000 Гц формируют вокруг фюзеляжа аэродинамический конус в виде энтропийного слоя, в котором аккумулируют энергию набегающего потока для утилизации в камере сгорания и сопловом аппарате силовой установки. Изобретение направлено на снижение аэродинамического сопротивления и тепловой нагрузки на конструкцию с увеличением скорости и дальности полета. 1 ил.
Description
Изобретение относится к авиации и касается технологии управления обтеканием малоразмерных беспилотных летательных аппаратов (БПЛА).
Известны технологии снижения трения, теплопередачи и управления обтеканием тел в условиях поверхностного массообмена при вдуве легких газов в пограничный слой и его отсосе (Кутателадзе С.С., Леонтьев А.И. Турбулентный пограничный слой сжимаемого газа // Новосибирск: Изд-во АН СССР, 1962; Кутателадзе С.С., Леонтьев А.И. Тепломассоперенос, т.III, Госэнергоиздат, 1963; Лыков А.В. Тепломассообмен // Москва: "Энергия", 1972; Чжен П. Отрывные течения, т.III, Москва: Изд-во "Мир", 1973; Краснов Н.Ф., Захарченко В.Ф., Кошевой В.Н. Основы аэродинамического расчета. Трение и теплопередача. Управление обтеканием летательных аппаратов // Под ред. проф. Н.Ф.Краснова // М.: Высш. шк., 1984).
Недостатком известных технологий являются дополнительные энергозатраты на организацию отсоса/выдува газа.
Известен способ снижения донного сопротивления артиллерийского снаряда и устройство для его осуществления (патент RU №2225976 C1, МПК F42B 15/00, 20.03.2004), основанный на вдуве горючей газообразной смеси в спутную струю снаряда с эжектированием части набегающего потока воздуха в зоны ее дожигания между пиротехническими зарядами и в центральную зону спутной струи. Количество эжектируемого на траектории воздуха в центральную зону спутной струи изменяют пропорционально скорости снаряда.
Недостатком известного способа снижения донного сопротивления является высокая тепловая нагрузка на конструкцию управляемого снаряда.
Известен электрогазодинамический способ уменьшения аэродинамического сопротивления, основанный на впрыске ионной струи в пограничный слой и электрогазодинамическом воздействии на ламинарно-турбулентный переход в пограничном слое (Ватажин А.Б., Грабовский В.И., Лихтер В.А., Шульгин В.И. Электрогазодинамические течения. М.: Наука, 1983; Курячий А.П. О затягивании перехода пограничного слоя электрогидро-динамическим методом // ПММ. т.49. Вып.1. 1985; Казаков А.В., Курячий А.П. Влияние электрогазодинамического воздействия на развитие малых возмущений в пограничном слое на тонком профиле // Изв. АН СССР. МЖГ №1, 1986).
Недостатком известного электрогазодинамического способа уменьшения аэродинамического сопротивления является отсутствие заметного уменьшения трения в турбулентном пограничном слое при сверх- и гиперзвуковых скоростях набегающего потока.
Наиболее близким из известных технических решений предлагаемому способу управления обтеканием беспилотного летательного аппарата является способ управления обтеканием сверхзвуковым воздушным потоком летательного аппарата (патент RU №2268198 С1, МПК B64C 21/08, 20.01.2006), основанный на выпуске под давлением рабочего тела плотностью не менее 0,06 г/см3 при нормальных условиях через полую иглу в носовой части ЛА со скоростью, превышающей скорость полета ЛА, и формировании при вершине иглы аэродинамического конуса, касающегося пограничного слоя на головной части ЛА. Давление, под которым выпускают рабочее тело, создают с помощью газогенератора.
Недостатком известного технического решения является повышенный расход рабочего тела.
Задачей данного изобретения является снижение расхода рабочего тела и улучшение массогабаритных характеристик БПЛА.
Технический результат реализации изобретения заключается в увеличении скорости и дальности полета БПЛА на гиперзвуковой скорости.
Решение поставленной задачи и технический результат достигаются тем, что в способе управления обтеканием беспилотного летательного аппарата, основанном на выпуске в носовой части БПЛА под давлением рабочего тела и формировании аэродинамического конуса вокруг БПЛА, рабочее тело плотностью менее 0,06 г/см3, содержащее диссоциированный водород, выпускают непосредственно в носовой части БПЛА через входное отверстие резонатора, обращенное навстречу набегающему потоку, в пульсирующем режиме с частотой от 10 до 12000 Гц, формируют вокруг фюзеляжа БПЛА аэродинамический конус в виде энтропийного слоя, аккумулируют в нем энергию набегающего потока и направляют его в камеру сгорания и сопловой аппарат силовой установки БПЛА.
Схема БПЛА для реализации предлагаемого способа управления обтеканием беспилотного летательного аппарата показана на чертеже.
Здесь непосредственно в носовой части БПЛА, содержащего фюзеляж 1, несущие плоскости 2, органы управления 3 и силовую установку 4 с кольцевым воздухозаборником 5, камерой сгорания 6 и сопловым аппаратом 7, через входное отверстие резонатора 8 выпускают под давлением рабочее тело, содержащее диссоциированный водород в пульсирующем режиме с частотой от 10 до 12000 Гц, формируют вокруг фюзеляжа 1 аэродинамический конус в виде энтропийного слоя 10, аккумулируют в нем энергию набегающего потока и направляют его в камеру сгорания 6 и сопловой аппарат 7 силовой установки 4 БПЛА. Пульсирующий режим выпуска рабочего тела в носовой части БПЛА осуществляют с помощью резонатора 8, давление в котором формируют в результате торможения набегающего потока, генерации водорода и выброса водородсодержащего рабочего тела через входное отверстие резонатора, обращенное навстречу набегающему потоку.
Энергию торможения набегающего потока используют на генерацию, нагрев и диссоциацию водорода, которую затем утилизируют в камере сгорания и сопловом аппарате силовой установки 4. Формирование вокруг фюзеляжа 1 аэродинамического конуса в виде энтропийного слоя 10 с диссоциированным водородом, имеющего пониженную вязкость, способствует снижению трения и аэродинамического сопротивления.
Таким образом, полезность реализации предлагаемого технического решения состоит в том, что часть энергии набегающего потока направляют на генерацию, нагрев и диссоциацию водорода с последующей ее утилизацией в силовой установке. Это повышает топливную эффективность и снижает тепловую нагрузку на конструкцию носовой части БПЛА. Кроме того, выпуск в носовой части БПЛА водородсодержащего рабочего тела с плотностью менее 0,06 г/см3 в пульсирующем режиме и формирование аэродинамического конуса в виде энтропийного слоя из легких газов вокруг фюзеляжа БПЛА снижает вязкость, трение и аэродинамическое сопротивление, что в итоге способствует увеличению скорости и дальности полета БПЛА. Заявленное изобретение является результатом разработок технологий, направленных на улучшение массогабаритных характеристик и топливной эффективности БПЛА, поддержанных грантом РФФИ 07-08-12056.
Claims (1)
- Способ управления обтеканием беспилотного летательного аппарата (БПЛА), включающий выпуск в носовой части БПЛА под давлением рабочего тела и формирование аэродинамического конуса БПЛА, отличающийся тем, что рабочее тело плотностью менее 0,06 г/см3, содержащее диссоциированный водород, выпускают непосредственно в носовой части БПЛА через входное отверстие резонатора, обращенное навстречу набегающему потоку, в пульсирующем режиме с частотой от 10 до 12000 Гц, формируют вокруг фюзеляжа БПЛА аэродинамический конус в виде энтропийного слоя, аккумулируют в нем энергию набегающего потока и направляют его в камеру сгорания и сопловой аппарат силовой установки БПЛА.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010101265/11A RU2415373C1 (ru) | 2010-01-19 | 2010-01-19 | Способ управления обтеканием беспилотного летательного аппарата |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010101265/11A RU2415373C1 (ru) | 2010-01-19 | 2010-01-19 | Способ управления обтеканием беспилотного летательного аппарата |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2415373C1 true RU2415373C1 (ru) | 2011-03-27 |
Family
ID=44052935
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010101265/11A RU2415373C1 (ru) | 2010-01-19 | 2010-01-19 | Способ управления обтеканием беспилотного летательного аппарата |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2415373C1 (ru) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2559182C1 (ru) * | 2014-07-31 | 2015-08-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Способ активной теплозащиты и модуляции аэродинамического сопротивления гиперзвукового летательного аппарата |
| RU2558525C1 (ru) * | 2014-07-31 | 2015-08-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Устройство активной теплозащиты и модуляции аэродинамического сопротивления гиперзвукового бпла |
| RU2659449C1 (ru) * | 2017-08-29 | 2018-07-02 | Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Дельта" | Способ стрельбы артиллерийскими снарядами на дальние расстояния |
| RU2737816C1 (ru) * | 2019-06-26 | 2020-12-03 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Алтайский государственный университет" | Крылатая ракета со складными крыльями замкнутого типа переменной стреловидности |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5236152A (en) * | 1992-01-30 | 1993-08-17 | Rockwell International Corporation | Cooling/fuel system for hypersonic flight |
| FR2783499A1 (fr) * | 1998-09-22 | 2000-03-24 | Gerard Fournier | Avion supersonique a faible bang sonique et procedes de mise en oeuvre |
| RU2268198C1 (ru) * | 2004-07-09 | 2006-01-20 | Институт прикладной механики Российской Академии Наук (ИПРИМ РАН) | Способ управления обтеканием сверхзвуковым воздушным потоком летательного аппарата |
-
2010
- 2010-01-19 RU RU2010101265/11A patent/RU2415373C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5236152A (en) * | 1992-01-30 | 1993-08-17 | Rockwell International Corporation | Cooling/fuel system for hypersonic flight |
| FR2783499A1 (fr) * | 1998-09-22 | 2000-03-24 | Gerard Fournier | Avion supersonique a faible bang sonique et procedes de mise en oeuvre |
| RU2268198C1 (ru) * | 2004-07-09 | 2006-01-20 | Институт прикладной механики Российской Академии Наук (ИПРИМ РАН) | Способ управления обтеканием сверхзвуковым воздушным потоком летательного аппарата |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2559182C1 (ru) * | 2014-07-31 | 2015-08-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Способ активной теплозащиты и модуляции аэродинамического сопротивления гиперзвукового летательного аппарата |
| RU2558525C1 (ru) * | 2014-07-31 | 2015-08-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Устройство активной теплозащиты и модуляции аэродинамического сопротивления гиперзвукового бпла |
| RU2659449C1 (ru) * | 2017-08-29 | 2018-07-02 | Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Дельта" | Способ стрельбы артиллерийскими снарядами на дальние расстояния |
| RU2737816C1 (ru) * | 2019-06-26 | 2020-12-03 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Алтайский государственный университет" | Крылатая ракета со складными крыльями замкнутого типа переменной стреловидности |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2415373C1 (ru) | Способ управления обтеканием беспилотного летательного аппарата | |
| Tomioka et al. | System Analysis of a Hydrocarbon-fueled RBCC engine applied to a TSTO Launch Vehicle | |
| EP0683376B1 (en) | Airbreathing propulsion assisted gun-launched projectiles | |
| RU2531432C2 (ru) | Способ создания системы сил летательного аппарата вертикального взлёта и посадки и летательный аппарат для его осуществления | |
| CN102022223A (zh) | 涡流冲压发动机 | |
| US4667900A (en) | Ram constriction vane diffuser for jet engine | |
| US3008669A (en) | Ramjet missile | |
| JPH0886245A (ja) | 砲から発射されるように適合されるスクラムジェットテスト飛行体 | |
| US11312501B1 (en) | Deployable power pack for a dual mode high speed propulsion system | |
| US4651953A (en) | Induction lift aircraft | |
| RU2410291C1 (ru) | Сверхзвуковая ракета с двигателем на порошкообразном металлическом горючем | |
| US3273334A (en) | Ramjet missile | |
| RU2527250C2 (ru) | Способ уменьшения донного сопротивления и отсоса пограничного слоя подвижных, например, метаемых, тел в форме снаряда или пули с преимущественно оживальной или заострённой носовой частью и тело в форме снаряда или пули с преимущественно оживальной или заострённой носовой частью | |
| RU2268198C1 (ru) | Способ управления обтеканием сверхзвуковым воздушным потоком летательного аппарата | |
| CN104929809A (zh) | 爆轰冲压火箭工作方法 | |
| RU2273757C2 (ru) | Пароводяной ракетный двигатель | |
| RU2690236C1 (ru) | Сверхзвуковая вращающаяся ракета | |
| RU2432301C2 (ru) | Беспилотный летательный аппарат | |
| RU2528508C2 (ru) | Пусковая установка для авиационных ракет | |
| RU2647919C1 (ru) | Прямоточный воздушно-реактивный двигатель | |
| RU2373114C1 (ru) | Малоразмерный беспилотный летательный аппарат с пульсирующим детонационным двигателем и способ его функционирования | |
| RU2671452C2 (ru) | Гиперзвуковой летательный аппарат | |
| Xiaolei et al. | Study on vaporization mechanism of gas-steam ejection power equipment containing water chamber | |
| RU2621771C2 (ru) | Способ спуска отделяющейся части ступени ракеты космического назначения и устройство для его осуществления | |
| US11702979B1 (en) | Electricity generation system and methods of making and using the same |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130120 |