Гиперфорсированные воздушно-реактивные двигатели

Рассмотрен способ форсирования сверх- и гиперзвуковых воздушно-реактивных двигателей подачей воды на их вход. Способ позволяет расширить диапазон применения воздушно-реактивных двигателей с дозвуковым горением топлива по скорости полета до восьми чисел Маха, по высоте полета до 45 км. При скорости полета более трех–четырех чисел Маха температура торможения воздуха становится выше критической для воды, что делает ее существование невозможным при подаче на вход в двигатель. Образующийся при испарении воды пар является рабочим телом внутреннего термодинамического цикла воздушно-реактивного двигателя, что определяет физическую сущность рассматриваемого способа. Предложены три варианта гиперфорсированных воздушно-реактивных двигателей: гиперфорсированный турбореактивный двигатель, гиперфорсированный прямоточный воздушно-реактивный двигатель и гиперфорсированный турбоэжекторный двигатель. Приведены характеристики гиперфорсированных двигателей. Отмечены их преимущества перед двигателями, у которых гиперфорсаж отсутствует. Предложенный способ представляет интерес для применения в авиационной и ракетно-космической технике, в частности, при создании авиационных ракетно-космических систем. Показано, что использование гиперфорсажа в турбоэжекторном двигателе позволяет повысить скорость полета самолета-разгонщика до семи чисел Маха, а высоту полета — до 40 км, что открывает новые перспективы для освоения космоса.

Литература

[1] Письменный В.Л. Гиперфорсированные воздушно-реактивные двигатели. XLIII Академические чтения по космонавтике. Сб. тез., Москва, 29 января–1 февраля 2019, Москва, Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2019, т. 2, с. 76–78.

[2] Письменный В.Л. Способ форсирования турбореактивного двигателя. Пат. 2616137 РФ. 2017, бюл. № 11, 10 с.

[3] Письменный В.Л. Прямоточный воздушно-реактивный двигатель. Пат. № 2647919 РФ. 2018, бюл. № 9, 6 с.

[4] Письменный В.Л. Турбоэжекторный двигатель и способ его регулирования. Пат. 2645373 РФ. 2018, бюл. № 6, 16 с.

[5] Письменный В.Л. Внутренние термодинамические циклы. Конверсия в машиностроении, 2006, № 3, с. 5–10.

[6] Бакулев В.И., Голубев В.А., Крылов Б.А., Марчуков Е.Ю., Нечаев Ю.Н., Онищик И.И., Сосунов В.А., Чепкин В.М. Теория, расчет и проектирование авиационных двигателей и энергетических установок. Москва, Изд-во МАИ, 2003. 688 с.

[7] Письменный В.Л. Камера сгорания авиационного газотурбинного двигателя. Пат. 2612449 РФ. 2017, бюл. № 7, 5 с.

[8] Письменный В.Л. Стехиометрические газотурбинные двигатели. Известия высших учебных заведений. Машиностроение, 2018, № 6, с. 78–85.

[9] Скибин В.А., Солонин В.И., ред. Работы ведущих авиадвигателестроительных компаний по созданию перспективных авиационных двигателей (аналитический обзор). Москва, Изд-во ЦИАМ, 2004. 424 с.

[10] Нечаев Ю.Н. Силовые установки гиперзвуковых и воздушно-космических летательных аппаратов. Москва, Академия космонавтики, 1996. 213 с.

[11] Васильев А. Гиперзвуковой SR-72: скорость как залог неуязвимости. URL: https://www.computerra.ru/183143/lockheed-sr-72 (дата обращения 3 ноября 2018).

[12] Кондратюк Е. Исследования, проводимые в США в области создания гиперзвуковых летательных аппаратов. Зарубежное военное обозрение, 2013, № 2, с. 63–69.

[13] Письменный В.Л. Концепция газотурбинного двигателя для гиперзвуковых скоростей полета. Общероссийский научно-технический журнал «Полет», 2009, № 8, с. 19–23.

[14] Письменный В.Л. Газовый эжектор. Пат. 2650913 РФ. 2018, бюл. № 11, 4 с.

[15] Письменный В.Л. Способ форсирования авиационного двигателя. Пат. 2386832 РФ, 2010.

[16] Ростопчин В.В., Клименко В.И. Авиационные ракетно-космические системы. URL: http://www.sciteclibrary.ru/texsts/rus/stat/st636.htm (дата обращения 3 ноября 2018).