RU2559182C1 - Способ активной теплозащиты и модуляции аэродинамического сопротивления гиперзвукового летательного аппарата - Google Patents
Способ активной теплозащиты и модуляции аэродинамического сопротивления гиперзвукового летательного аппарата Download PDFInfo
- Publication number
- RU2559182C1 RU2559182C1 RU2014131612/11A RU2014131612A RU2559182C1 RU 2559182 C1 RU2559182 C1 RU 2559182C1 RU 2014131612/11 A RU2014131612/11 A RU 2014131612/11A RU 2014131612 A RU2014131612 A RU 2014131612A RU 2559182 C1 RU2559182 C1 RU 2559182C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- aircraft
- methane
- aerodynamic drag
- heat
- power plant
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02T90/40—Application of hydrogen technology to transportation, e.g. using fuel cells
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Изобретение относится к активной тепловой защите теплонапряженных элементов конструкции летательного аппарата (ЛА), управлению его обтеканием и работой силовой установки. Способ включает формирование защитного слоя из продуктов разложения метангидрата (смеси паров воды и метана). Последние вводят через открытый вход газоструйного резонатора навстречу набегающему потоку под давлением в пульсирующем режиме с частотой более 100 Гц. Модуляция аэродинамического сопротивления способствует устойчивости пограничного слоя в окрестности защищаемых элементов конструкции ЛА. При поглощении энергии набегающего потока и излучения головной ударной волны происходят диссоциация молекул воды и метана и реакции синтеза. Компоненты разложения метангидрата, а также продукты синтеза водорода и ацетилена направляют в камеру сгорания силовой установки ЛА. Технический результат изобретения заключается в снижении пиковых тепловых нагрузок на элементы конструкции ЛА, увеличении срока их службы и повышении топливной эффективности силовой установки ЛА.
Description
Изобретение относится к авиационной и ракетной технике, в частности к активной тепловой защите теплонапряженных передних кромок летательного аппарата (ЛА).
При движении летательного аппарата с высокой скоростью в пределах атмосферы возникает проблема теплозащиты теплонапряженных передних кромок ЛА. Важным требованием, которое предъявляют к разрабатываемым системам теплозащиты, является эффективная защита конструкции ЛА от теплового перегрева без существенного ухудшения его массогабаритных характеристик, приводящего к увеличению аэродинамического сопротивления и снижению топливной эффективности ЛА.
Известен способ охлаждения поверхности космического корабля при входе его в плотные слои атмосферы (патент RU №1711438 A1, МПК B64G 1/58, 15.08.89), включающий ввод в набегающий высокоскоростной поток перед защищаемой поверхностью конструкции летательного аппарата теплопоглощающей среды в виде смеси инертного газа и ферромагнитных частиц размером не более 20 мкм и создание условий для поглощения ею избыточной тепловой энергии, поступающей на защищаемую поверхность.
Недостатком известного технического решения является необходимость создания в окрестности защищаемой поверхности магнитного поля с помощью материалоемких и энергоемких магнитных систем.
Наиболее близким из известных технических решений к предлагаемому способу активной теплозащиты и модуляции аэродинамического сопротивления летательного аппарата является принятый за прототип способ теплозащиты и модуляции аэродинамического сопротивления объекта, спускаемого с космического аппарата (патент RU №2219110 C1, МПК B64G 1/58, С09Д 1/02, В64С 1/38, 31.05.2002), включающий ввод в набегающий поток теплоносителя и формирование теплозащитного слоя.
Недостатком известного технического решения является сложная технология формирования испаряемого защитного слоя на поверхности объекта в специфических условиях космоса.
Задачей заявленного изобретения является создание эффективной теплозащиты теплонапряженных передних кромок ЛА и модуляции аэродинамического сопротивления летательного аппарата при его гиперзвуковом полете в пределах атмосферы.
Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в снижении пиковых тепловых нагрузок на элементы конструкции ЛА, увеличении срока их службы и повышении топливной эффективности силовой установки ЛА.
Решение поставленной задачи и технический результат достигаются тем, что в способе активной теплозащиты и модуляции аэродинамического сопротивления летательного аппарата, включающем ввод в набегающий поток теплоносителя и формирование теплозащитного слоя, в качестве теплоносителя выбирают метангидрат, который преобразуют в смесь паров воды и метана и подают ее под давлением в пульсирующем режиме с частотой более 100 Гц навстречу набегающему потоку через открытый вход газоструйного резонатора, установленного в носовой части летательного аппарата, передняя кромка которого воспринимает пиковые тепловые нагрузки, осуществляют диссоциацию молекул воды и метана с поглощением энергии набегающего высокоскоростного потока и излучения головной ударной волны, создают модуляцию аэродинамического сопротивления, которая способствует устойчивости пограничного слоя в окрестности защищаемых теплонапряженных элементов конструкции летательного аппарата и направляют компоненты разложения молекул воды и метана, а также продуктов синтеза водорода и ацетилена в камеру сгорания силовой установки летательного аппарата для повышения ее топливной эффективности.
Суть предлагаемого способа заключается в том, что в качестве теплоносителя выбирают метангидрат, который размещают в контейнере на летательном аппарате, преобразуют его в смесь паров воды и метана. При этом поглощается значительное количество энергии набегающего высокоскоростного потока, включая излучение ударной волны, на плавление и испарение метангидрата, на диссоциацию молекул воды и метана и синтез водорода и ацетилена. Далее смесь паров воды и метана с помощью газоструйного резонатора, установленного в носовой части летательного аппарата, подают под давлением в пульсирующем режиме с частотой более 100 Гц навстречу набегающему потоку, передняя кромка газоструйного резонатора воспринимает пиковые тепловые нагрузки, формируют теплозащитный слой, снижающий пиковые тепловые нагрузки на элементы конструкции ЛА, осуществляют диссоциацию молекул воды и метана с поглощением энергии набегающего высокоскоростного потока и излучения головной ударной волны, создают модуляцию аэродинамического сопротивления, которая способствует устойчивости пограничного слоя в окрестности защищаемых теплонапряженных элементов конструкции летательного аппарата. Кроме того, данная технология, реализованная по предложенному способу, позволяет использовать компоненты разложения метангидрата на молекулы воды и метана и продукты синтеза водорода и ацетилена при горении топливовоздушной смеси в камере сгорания силовой установки летательного аппарата для повышения его топливной эффективности. Поэтому направляют компоненты разложения молекул воды и метана, а также продуктов синтеза водорода и ацетилена в камеру сгорания силовой установки летательного аппарата.
Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет снизить пиковые тепловые нагрузки на элементы конструкции ЛА, увеличить их ресурс и повысить топливную эффективность силовой установки летательного аппарата.
Claims (1)
- Способ активной теплозащиты и модуляции аэродинамического сопротивления летательного аппарата, включающий ввод в набегающий поток теплоносителя и формирование теплозащитного слоя, отличающийся тем, что в качестве теплоносителя выбирают метангидрат, который преобразуют в смесь паров воды и метана, подают ее под давлением в пульсирующем режиме с частотой более 100 Гц навстречу набегающему потоку через открытый вход газоструйного резонатора, установленного в носовой части летательного аппарата, передняя кромка которого воспринимает пиковые тепловые нагрузки, осуществляют диссоциацию молекул воды и метана с поглощением энергии набегающего высокоскоростного потока и излучения головной ударной волны, создают модуляцию аэродинамического сопротивления, которая способствует устойчивости пограничного слоя в окрестности защищаемых теплонапряженных элементов конструкции летательного аппарата и направляют компоненты разложения молекул воды и метана, а также продуктов синтеза водорода и ацетилена в камеру сгорания силовой установки летательного аппарата для повышения ее топливной эффективности.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014131612/11A RU2559182C1 (ru) | 2014-07-31 | 2014-07-31 | Способ активной теплозащиты и модуляции аэродинамического сопротивления гиперзвукового летательного аппарата |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014131612/11A RU2559182C1 (ru) | 2014-07-31 | 2014-07-31 | Способ активной теплозащиты и модуляции аэродинамического сопротивления гиперзвукового летательного аппарата |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2559182C1 true RU2559182C1 (ru) | 2015-08-10 |
Family
ID=53796252
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014131612/11A RU2559182C1 (ru) | 2014-07-31 | 2014-07-31 | Способ активной теплозащиты и модуляции аэродинамического сопротивления гиперзвукового летательного аппарата |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2559182C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2719052C1 (ru) * | 2019-03-11 | 2020-04-17 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Балтийский государственный технический университет "ВОЕНМЕХ" им. Д.Ф. Устинова (БГТУ "ВОЕНМЕХ") | Способ тепловой защиты элемента конструкции летательного аппарата в полете и устройство для его осуществления |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2219110C1 (ru) * | 2002-05-31 | 2003-12-20 | Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им. С.П. Королева" | Способ теплозащиты и модуляции аэродинамического сопротивления объекта, спускаемого с космического аппарата |
US6735842B1 (en) * | 1999-03-08 | 2004-05-18 | Man Technologie Ag | Movable structural component for a thermomechanically stressed assembly as well as a process for producing the structural component |
WO2005039931A2 (en) * | 2003-03-12 | 2005-05-06 | Bonutti 2003 Trust-A | Active drag and thrust modulation system and method |
EP1764302A2 (en) * | 2005-09-20 | 2007-03-21 | Raython Company | System and method for internal passive cooling of composite structures |
RU2415373C1 (ru) * | 2010-01-19 | 2011-03-27 | Российская Федерация в лице Министерства промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Способ управления обтеканием беспилотного летательного аппарата |
RU2488522C2 (ru) * | 2011-09-07 | 2013-07-27 | Леонид Васильевич Носачев | Способ управления обтеканием летательного аппарата |
-
2014
- 2014-07-31 RU RU2014131612/11A patent/RU2559182C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6735842B1 (en) * | 1999-03-08 | 2004-05-18 | Man Technologie Ag | Movable structural component for a thermomechanically stressed assembly as well as a process for producing the structural component |
RU2219110C1 (ru) * | 2002-05-31 | 2003-12-20 | Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им. С.П. Королева" | Способ теплозащиты и модуляции аэродинамического сопротивления объекта, спускаемого с космического аппарата |
US20070158502A1 (en) * | 2002-11-04 | 2007-07-12 | Bonutti Peter M | Ultrasonic communication and drag modification |
WO2005039931A2 (en) * | 2003-03-12 | 2005-05-06 | Bonutti 2003 Trust-A | Active drag and thrust modulation system and method |
EP1764302A2 (en) * | 2005-09-20 | 2007-03-21 | Raython Company | System and method for internal passive cooling of composite structures |
RU2415373C1 (ru) * | 2010-01-19 | 2011-03-27 | Российская Федерация в лице Министерства промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Способ управления обтеканием беспилотного летательного аппарата |
RU2488522C2 (ru) * | 2011-09-07 | 2013-07-27 | Леонид Васильевич Носачев | Способ управления обтеканием летательного аппарата |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2719052C1 (ru) * | 2019-03-11 | 2020-04-17 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Балтийский государственный технический университет "ВОЕНМЕХ" им. Д.Ф. Устинова (БГТУ "ВОЕНМЕХ") | Способ тепловой защиты элемента конструкции летательного аппарата в полете и устройство для его осуществления |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
O’Briant et al. | Laser ignition for aerospace propulsion | |
US5797563A (en) | System for increasing the aerodynamic and hydrodynamic efficiency of a vehicle in motion | |
US20110030379A1 (en) | Energy- deposition sytems,eguipment and method for modifying and controling shock waves and supersonic flow | |
EP2847440A2 (en) | Hafnium turbine engine and method of operation | |
RU2559182C1 (ru) | Способ активной теплозащиты и модуляции аэродинамического сопротивления гиперзвукового летательного аппарата | |
RU2430857C2 (ru) | Крыло гиперзвукового летательного аппарата в условиях его аэродинамического нагрева | |
RU2558525C1 (ru) | Устройство активной теплозащиты и модуляции аэродинамического сопротивления гиперзвукового бпла | |
CN111439371B (zh) | 一种基于激光等离子体的高超声速飞行器减阻方法 | |
RU2415373C1 (ru) | Способ управления обтеканием беспилотного летательного аппарата | |
RU2609816C1 (ru) | Способ снижения заметности летательного аппарата | |
RU2495788C2 (ru) | Крыло гиперзвукового летательного аппарата в условиях его аэродинамического нагрева | |
RU141645U1 (ru) | Гиперзвуковой летательный аппарат | |
RU2404087C1 (ru) | Термоэмиссионный способ тепловой защиты частей летательных аппаратов при их аэродинамическом нагреве | |
US5791599A (en) | System for increasing the aerodynamic and hydrodynamic efficiency of a vehicle in motion | |
RU2572009C1 (ru) | Крыло гиперзвукового летательного аппарата в условиях его аэродинамического нагрева | |
GB2522080A (en) | Low weight aircraft engine intake pre-cooler | |
RU2559193C1 (ru) | Способ управления обтеканием сверхзвукового летательного аппарата | |
Kolychev | Active thermionic thermal protection of elements of a design of the hypersonic flying machine at their aerodynamic heating and borders of its applicability | |
CN212373642U (zh) | 一种基于激光等离子体的高超声速飞行器减阻装置 | |
RU2511921C1 (ru) | Гиперзвуковой прямоточный воздушно-реактивный двигатель и способ организации горения | |
Dhatchanamoorthy et al. | Study and performance analysis of gas turbine combustion chamber and improving combustion efficiency by using ceramic composite material coating | |
US20180106219A1 (en) | Propulsion system | |
Rebrov et al. | Laser ignition of rocket propellants in model combustion chamber | |
RU2172278C2 (ru) | Гиперзвуковой летательный аппарат | |
RU154901U1 (ru) | Гиперзвуковой прямоточный воздушно-реактивный двигатель |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160801 |