О влиянии физических ограничений на дальность полета гиперзвукового летательного аппарата

Рассмотрены особенности функционирования летательного аппарата, оснащенного гиперзвуковым прямоточным воздушно-реактивным двигателем, с учетом ряда ограничений принципиального характера. В процессе работы двигателя поставлены ограничения, чтобы давление в камере сгорания было не ниже требуемого для нормального испарения горючего и не больше предельных значений, при превышении которых возможны эффекты пульсаций горения и взрыва. Летательный аппарат не должен выходить на высоты с малой плотностью воздуха, где подъемная сила и количество поступающего в камеру сгорания окислителя будут недостаточными для устойчивого управляемого полета. Поскольку движение происходит с гиперзвуковыми скоростями, учтен аэродинамический нагрев корпуса. С учетом перечисленных ограничений, для летательного аппарата на примере конструкции, защищенной патентом РФ, при условии старта из универсальной установки 3С14 проанализирована полная схема полета и проведен весовой анализ этого аппарата. Для синтезированного облика идеального летательного аппарата рассчитана траектория полета на максимальную дальность и сделаны выводы о возможных диапазонах применения изделия.

Литература

[1] Артемов О.А. Прямоточные воздушно-реактивные двигатели. Москва, Компания Спутник+, 2006. 374 с.

[2] Бондарюк М.М., Ильяшенко С.М. Прямоточные воздушно-реактивные двигатели. Москва, Государственное издательство оборонной промышленности, 1958. 394 с.

[3] Гельфанд Б.Е., Попов О.Е., Чайванов Б.Б. Водород: параметры горения и взрыва. Москва, ФИЗМАТЛИТ, 2008. 288 с.

[4] Калугин В.Т., Голубев А.Г., Епихин А.С. Аэродинамика. Москва, Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2010. 687 с.

[5] Орлов Б.В. Основы проектирования ракетно-прямоточных двигателей для беспилотных летательных аппаратов. Москва, Машиностроение, 1967. 425 с.

[6] Борьба за гиперзвук. URL: https://topwar.ru/10517-borba-za-giperzvuk.html (дата обращения 15 марта 2018).

[7] Яновский Л.С., ред. Интегральные прямоточные воздушно-реактивные двигатели на твердых топливах. Москва, Академкнига, 2006. 343 с.

[8] Универсальный корабельный стрельбовой комплекс 3Р-14УКСК-Х. URL: https://concern-agat.ru/produktsiya/raketnye-kompleksy/universalnyj-korabelnyj-strelbovoj-kompleks-3r-14uksk-kh.html (дата обращения 15 марта 2018).

[9] Бердников Б.С., Дергачев А.А., Зубков С.И., Ковалев А.В., Леонов А.Г., Лобзов Н.Н., Прохорчук Ю.А. Способ поражения надводных и наземных целей гиперзвуковой крылатой ракетой и устройство для его осуществления. Пат. 2579409 РФ, МПК F42B 15/00, 2016, бюл. № 10, 9 с.

[10] Лебедев А.А., Чернобровкин Л.С. Динамика полета. Москва, Машиностроение, 1973. 616 с.

[11] Железнякова А.Л., Суржиков С.Т. Численное моделирование гиперзвукового обтекания модели летательного аппарата Х-43. Физико-химическая кинетика в газовой динамике, 2011, vol. 11. URL: http://chemphys.edu.ru/issues/2011-11/articles/191/ (дата обращения 09 января 2018).

[12] Варфоломеев В.И. Проектирование и испытания баллистических ракет. Москва, Воениздат, 1970. 396 c.

[13] Балмина Р.В., Губанов А.А., Иванькин М.А., Лапинский Д.А. Состояние и перспективы разработки гиперзвукового вооружения. Техническая информация, 2012, вып. 1–2, c. 1–74.