RU2671452C2 - Гиперзвуковой летательный аппарат - Google Patents
Гиперзвуковой летательный аппарат Download PDFInfo
- Publication number
- RU2671452C2 RU2671452C2 RU2016106399A RU2016106399A RU2671452C2 RU 2671452 C2 RU2671452 C2 RU 2671452C2 RU 2016106399 A RU2016106399 A RU 2016106399A RU 2016106399 A RU2016106399 A RU 2016106399A RU 2671452 C2 RU2671452 C2 RU 2671452C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fuel
- aircraft
- zone
- hull
- supply
- Prior art date
Links
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 16
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 9
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims abstract description 8
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000004449 solid propellant Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000002828 fuel tank Substances 0.000 claims abstract description 4
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 claims abstract description 4
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000010006 flight Effects 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C30/00—Supersonic type aircraft
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C1/00—Fuselages; Constructional features common to fuselages, wings, stabilising surfaces or the like
- B64C1/38—Constructions adapted to reduce effects of aerodynamic or other external heating
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02K—JET-PROPULSION PLANTS
- F02K7/00—Plants in which the working fluid is used in a jet only, i.e. the plants not having a turbine or other engine driving a compressor or a ducted fan; Control thereof
- F02K7/10—Plants in which the working fluid is used in a jet only, i.e. the plants not having a turbine or other engine driving a compressor or a ducted fan; Control thereof characterised by having ram-action compression, i.e. aero-thermo-dynamic-ducts or ram-jet engines
- F02K7/14—Plants in which the working fluid is used in a jet only, i.e. the plants not having a turbine or other engine driving a compressor or a ducted fan; Control thereof characterised by having ram-action compression, i.e. aero-thermo-dynamic-ducts or ram-jet engines with external combustion, e.g. scram-jet engines
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
Гиперзвуковой летательный аппарат (ЛА) содержит корпус с системой тепловой защиты, бак горючего с системой подачи и регулирования. Корпус представляет симметрично увеличивающееся и уменьшающееся по оси тело, имеющее форму веретена, остроугольного треугольника либо диска, и имеет систему регенеративного охлаждения горючим корпуса ЛА. Имеется система регулируемой подачи горючего на внешнюю оболочку корпуса в зоне сжатия воздушного потока с возможностью его воспламенения в зоне максимального сжатия и температуры. Предусмотрено при малых скоростях полета обеспечение принудительного горения в зоне расширения потока, создающего тягу ЛА, а также изменение подачи горючего в соответствующую зону внешней поверхности корпуса для управления полетом ЛА. Возможно использовать дополнительно ракетный двигатель твердого топлива. Изобретение направлено на упрощение тепловой защиты. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к авиационно-космической технике, а именно к гиперзвуковым летательным аппаратам.
Известен гиперзвуковой двигатель (см. патент РФ №2262000, F02K 7/10 от 10.10.2005 г.), в котором топливо подают форсункой расположенной в носовой части двигателя перед воздухозаборником установленной на пилонах.
Однако в известном двигателе при малых значениях скорости (M<5) возможно возникновение прямого скачка в зоне минимального сечения с переходом сверхзвукового течения в дозвуковое, что может привести к запиранию камеры сгорания и разрушению двигателя.
Известен гиперзвуковой летательный аппарат (см. патент РФ №2059537 B64C 30/00, F03H 1/00 от 10.05.1996 г.) содержащий планер, прямоточный ВРД со сверхзвуковым горением, систему тепловой защиты планера и двигателя с использованием каталитического реактора регенерации тепла.
Существенным недостатком указанной конструкции является то, что гиперзвуковой летательный аппарат (ГПЛА) имеет очень большое удельное сопротивление, представляющее собой отношение суммарного аэродинамического сопротивление планера и двигателя к его тяге. Гиперзвуковой двигатель может начать работать при скорости больше M=5 до которой его надо разогнать другим двигателем. Кроме того, очень сложная и неэффективная система охлаждения планера и двигателя.
Технической задачей является повышение скорости, дальности и высоты полета гиперзвукового летательного аппарата за счет существенного снижения удельного аэродинамического сопротивления летательного аппарата и повышении тяговооруженности силовой установки, а также упрощения конструкции двигателя и системы охлаждения гиперзвукового летательного аппарата.
Решение технической задачи достигается тем, что гиперзвуковой летательный аппарат содержащий корпус с системой тепловой защиты, топливную емкость с системой подачи и регулирования, а корпус представляет собой симметрично увеличивающееся и уменьшающееся по оси тело имеющее форму веретена, остроугольного треугольника, либо диска и имеет систему регенеративного охлаждения горючим корпуса, а также систему регулируемой подачи горючего на внешнюю оболочку корпуса в зоне сжатия воздушного потока, его воспламенения (при малых скоростях принудительное) в зоне максимального сжатия и температуры, и горения в зоне расширения потока для создания тяги, а изменением подачи горючего в соответствующую внешнюю часть корпуса летательного.
Кроме того предлагаемый ШЛА имеет ракетный двигатель твердого топлива.
На фиг. 1 изображены варианты общего вида ГПЛА:
а) корпус имеющий вид веретена;
б) корпус в виде остроугольного треугольника;
в) корпус имеющий вид диска.
На фиг. 2 представлена схема, поясняющая способ создания тяги и систему охлаждения
Гиперзвуковой летательный аппарат на Фиг. 2 содержит корпус 1, полезную нагрузку 2,систему впрыска горючего на поверхность корпуса 3, бак горючего 4, система регенеративного охлаждения 5, турбонасос горючего 6, система управления и наведения 7, ракетный двигатель твердого топлива 8.
Гиперзвуковой летательный аппарат работает следующим образом.
Ракетный двигатель твердого топлива разгоняет ГПЛА до скорости 2,5-3 M. При этой скорости предлагаемый ГПЛА уже может создавать тягу. Суть работы этого двигателя заключается в подаче горючего в зону сжатия воздушного потока A где происходит смешение и испарение горючего с воздухом. В зоне C максимального сжатия и температуры происходит воспламенение (при малых скоростях принудительное) и горение в зоне расширения В которое создает тягу ГПЛА.
Изменяя подачу горючего в соответствующую зону внешней поверхности ГПЛА можно управлять полетом ГПЛА. Охлаждение корпуса ГПЛА осуществляется горючим регенеративно как в камерах сгорания ракетных двигателей.
Преимуществом данного изобретения является существенное увеличение тяговооруженности по сравнению с другими типами и схемами ГПЛА за счет большой поверхности сопла представляющего собой заднюю поверхность предлагаемого ГПЛА, возможность создания тяги от M=2,5 до M=15 с основным двигателем, высоким аэродинамическим качеством позволяющим летать на высотах до 60 км (для формы корпуса в виде диска), существенно простой и апробированной системой охлаждения, простотой конструкции летательного аппарата. Еще важным преимуществом является простота и дешевизна проведения испытания предлагаемой модели ГПЛА.
Веретенообразная форма ГПЛА подходит для разделяемых и маневрирующих головных частей баллистических ракет. Форма остроугольного треугольника подходит для ГПЛА большой дальности, запускаемых с самолетов, и полета на высотах до 35 км.
Claims (2)
1. Гиперзвуковой летательный аппарат (ЛА), содержащий корпус с системой тепловой защиты, бак горючего с системой подачи и регулирования, отличающийся тем, что корпус представляет собой симметрично увеличивающееся и уменьшающееся по оси тело, имеющее форму веретена, остроугольного треугольника либо диска, и имеет систему регенеративного охлаждения горючим корпуса ЛА, а также систему регулируемой подачи горючего на внешнюю оболочку корпуса в зоне сжатия воздушного потока с возможностью его воспламенения в зоне максимального сжатия и температуры, при малых скоростях полета обеспечения принудительного горения в зоне расширения потока, создающего тягу ЛА, а также изменения подачи горючего в соответствующую зону внешней поверхности корпуса для управления полетом ЛА.
2. Гиперзвуковой летательный аппарат по п. 1, отличающийся тем, что имеет ракетный двигатель твердого топлива.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016106399A RU2671452C2 (ru) | 2016-02-24 | 2016-02-24 | Гиперзвуковой летательный аппарат |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016106399A RU2671452C2 (ru) | 2016-02-24 | 2016-02-24 | Гиперзвуковой летательный аппарат |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2016106399A RU2016106399A (ru) | 2017-08-29 |
| RU2016106399A3 RU2016106399A3 (ru) | 2018-07-02 |
| RU2671452C2 true RU2671452C2 (ru) | 2018-10-31 |
Family
ID=59798539
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016106399A RU2671452C2 (ru) | 2016-02-24 | 2016-02-24 | Гиперзвуковой летательный аппарат |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2671452C2 (ru) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117125244B (zh) * | 2023-09-22 | 2024-08-20 | 清华大学 | 高速飞行器分区段热防护结构 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3273334A (en) * | 1959-09-10 | 1966-09-20 | Frank I Tanczos | Ramjet missile |
| US3430446A (en) * | 1964-04-20 | 1969-03-04 | Us Navy | External burning ramjet engine |
| CH477668A (de) * | 1966-12-15 | 1969-08-31 | Dynamit Nobel Ag | Spindelförmiges Überschallgeschoss mit Zusatzantrieb durch Heckaufheizung |
| RU2005137053A (ru) * | 2004-11-29 | 2007-06-10 | Юнайтид Текнолоджиз Копэрейшн (US) | Летательный аппарат и способ его запуска |
-
2016
- 2016-02-24 RU RU2016106399A patent/RU2671452C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3273334A (en) * | 1959-09-10 | 1966-09-20 | Frank I Tanczos | Ramjet missile |
| US3430446A (en) * | 1964-04-20 | 1969-03-04 | Us Navy | External burning ramjet engine |
| CH477668A (de) * | 1966-12-15 | 1969-08-31 | Dynamit Nobel Ag | Spindelförmiges Überschallgeschoss mit Zusatzantrieb durch Heckaufheizung |
| RU2005137053A (ru) * | 2004-11-29 | 2007-06-10 | Юнайтид Текнолоджиз Копэрейшн (US) | Летательный аппарат и способ его запуска |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2016106399A3 (ru) | 2018-07-02 |
| RU2016106399A (ru) | 2017-08-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4932306A (en) | Method and apparatus for launching a projectile at hypersonic velocity | |
| Lancaster | Jet propulsion engines | |
| EP0683376B1 (en) | Airbreathing propulsion assisted gun-launched projectiles | |
| US20190093603A1 (en) | Aerospace turbofan engines | |
| US5485787A (en) | Gas gun launched scramjet test projectile | |
| RU2609539C1 (ru) | Ракета-носитель, возвращаемая ступень ракеты-носителя и способ ее запуска при возвращении и система вертолетного подхвата возвращаемой ступени | |
| JP2020522427A (ja) | 膨出部を有するアイソレータを伴うフライトビークルエアエンジン | |
| RU2671452C2 (ru) | Гиперзвуковой летательный аппарат | |
| US7631486B2 (en) | Thrust orienting nozzle | |
| GB885663A (en) | Improvement relating to aircraft | |
| US20140331682A1 (en) | High-speed-launch ramjet booster | |
| RU2410291C1 (ru) | Сверхзвуковая ракета с двигателем на порошкообразном металлическом горючем | |
| US4007892A (en) | Aircraft flight method and apparatus for boosting an aircraft to a very high altitude and thereafter boosting the aircraft to a high rate of forward speed | |
| RU2603305C1 (ru) | Возвращаемая ступень ракеты-носителя | |
| RU2585211C1 (ru) | Ракета с воздушно-реактивным двигателем | |
| US3273334A (en) | Ramjet missile | |
| RU2327949C1 (ru) | Ракета | |
| US5317866A (en) | Free-flying tubular vehicle | |
| US20130269313A1 (en) | Propulsion system for flying machine, particularly for a missile | |
| RU2690236C1 (ru) | Сверхзвуковая вращающаяся ракета | |
| RU2609547C1 (ru) | Возвращаемая ступень ракеты-носителя и способ ее работы | |
| RU2799263C1 (ru) | Интегральный прямоточный воздушно-реактивный двигатель | |
| Anderson | Breaking the Sound Barrier | |
| RU2649277C1 (ru) | Способ запуска гиперзвукового летательного аппарата | |
| RU2020142488A (ru) | Способ снижения затрат массы на реактивное движение в атмосфере |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200225 |