Введение к работе
Актуальность темы. В настоящее время для нужд, ракетно-космической техники широкое применение нашли ракетные двигатели. Однако многие ученые ведущих стран мира в области авиационного и ракетного двигателестроения пришли к выводу, что химические реактивные двигатели достигли своего совершенства и, что дальнейшее их развитие будет осуществляться эволюционным путем, т.е. за счет доработок отдельных конструкторских решений. Для революционного развития двигателей необходимо решить неординарные научные задачи.
Принципиально новым направлением в развитии авиационного и ракетного двигателестроения является разработка двигателей, работающих на детонационном принципе преобразования энергии рабочего тела.
Основными достоинствами пульсирующих детонационных двигателей (ПДД) являются:
более экономичная работа;
более простая конструкция;
экологически чистое топливо и продукты детонации;
- низкие давления подачи топлива в детонационную камеру.
Решение данной задачи может обеспечить технический прорыв п во
енной и космической областях. В связи с этим обоснование технического
облика энергосиломых установок (ЭСУ) на основе ПДД является актуальной
задачей.
Комбинированные ЭСУ позволят разработать такие летательные аппараты (ЛА), которые могут летать в широком диапазоне высот и скоростей, иметь значительно меньшие массовые и іеомстрнческие характеристики. Также ПДД могут Сыть использованы при отдании воздушной полушки для транспортных средств и в качестве управляющих двигателей для отделяемых боевых частей (блоков).
Работа выполнялась в соответствии с комплексной программой, разработанной ГРЦ "КБ им. ак. Макеева" совместно с Российской академией ракетных и артиллерийских наук в обеспечении создания регулируемых двигательных установок с качественно новым уровнем технического совершенства для ракетных и ракетно-космических комплексов до 2005 года на основании решения НТС от 18 июня 1996г.
Научная задача исследований заключается в обосновании технического облика ЭСУ на основе ПДЦ многоцелевого назначения.
Цели исследования. На основе анализа существующих разработок
- 'Т
пульсирующих детонационных двигателей и перспектив их развития:
разработать теоретико-экспериментальную методику расчбта основных параметров ПДЦ;
разработать схемные и технические решения элементов и систем ЭСУ на основе ПДЦ;
провести экспериментальные исследования моделей ЭСУ;
определить потенциальные возможности использования ПДЦ и пути их реализации в ЭСУ ЛА различного назначения.
Положения, выносимые на защиту:
-
Теоретико-экспериментальная методика расчбта основных параметров ЭСУ на основе ПДЦ.
-
Схемные и технические решения элементов и систем ЭСУ.
-
Результаты экспериментальных исследований моделей ЭСУ. Методы исследований предусматривали разработку теоретических
положений, анализ результатов имеющихся математических экспериментов и получение на их основе расчетных формул для определения параметров детонационной волны и детонационного двигателя. С целью проверки достоверности основных положений теории проведена разработка основных элементов и систем ЭСУ, а также их испытания, обработка которых осушестп-
5 лялась методами математической статистики с применением ЭВМ.
Научная новизна заключается в терретико-экспериментальном обосновании технического облика ЭСУ; в обосновании применения процесса детонации к реактивным двигателям; в . разработке теоретико-экспериментальной методики расчета основных параметров Л ДД; в результатах экспериментальных исследований моделей ЭСУ на основеПДД.
Теоретическая значимость заключается в выявлении пренмушестп процесса детонации по сравнению с процессом горения; в разработке теоретико-экспериментальной методики расчета основных параметров ПДД; я разработке методики расчета основных параметров детонационной волны; в обосновании необходимости организации замкнутого цикла работы и возможных путей его реализации; во введении нового параметра - времени задержки, с помощью которого можно управлять работой двигателя.
Практическая значимость заключается в разработке принципиально новых схемных и технических решений элементов и систем ЭСУ на основе ПДД; в результатах экспериментальных исследований моделей ЭСУ; в определении потенциальных возможностей использования ЭСУ на основе ПДД.
Достоверность полученных результатов, выводов и рекомендаций подтверждается их широкой апробацией, проведенными испытаниями моделей ЭСУ, положительными отзывами на отчеты по НИР, актами внедрения результатов исследования, а также охранными документами на объекты промышленной собственности.
Реализация результатов работы. Основные научные положения работы, результаты исследований и рекомендации внедрены в научно-ироіпполствекной фирме "РАСТР", на технологическом предприятии "Маш-проект" и н Саратовском филиале ВЛУ.
Направление дальнейших исследований. Результаты исследований мот быть использованы при выполнении последующих ПИР, при соїллш и нігілушпой подушки для транспортных средств; создании реактивных снср.-м
б управления боевыми блоками ракет и космическими аппаратами, создании V комбинированных двигателей для различных летательных аппаратов.
Апробация работы. Основные положения диссертации и отдельные еЗ результаты докладывались и были одобрены на 28 - 31 постоянно действующих научно-технических семинарах при Саратовском филиале ВАУ (1996-1999гг.); на 14-й научно-технической конференции в Казанском ВА-КИУ (1995); на 14-й научно-технической конференции в Пермском ВВКИ-УРВ (1996г.); на 15-й и 16-й научно-технических конференциях в Серпуховском ВВКИУРВ; на 25-й военно-научной конференции в Саратовском ВВИ-УХЗ (1997г.); на 9-м и 10-м научно-технических семинарах при Казанском ВАКИУ (1997, 1998гг.); на 11-м и 12-м Межгосударственных постоянно действующих семинарах при Саратовском ГАУ(1998, 1999г.) и на 12-й нпучно-технической конференции в Тульском ВАИУ (1999 г.).
Апробация диссертации проведена на совместном заседании кафедр физики и прикладной механики Саратовского филиала военного артиллерийского университета (протокол№1 от н28"января 2000г.) с привлечением ве-душих специалистов по тематике проведенных исследований.
Публикации. Основное содержание исследований по теме диссертации опубликовано в 38 печатных работах, в 6 отчетах по НИР, в 14 патентах РФ на изобретения и в 7 свидетельствах РФ на полезные модели.
Научно-исследовательский отчет "Разработка и исследование новых конструкций двигателей для ЛА типа "ЭКИП" с экспериментальной отработкой энергосиловых установок", в котором отражено основное содержание диссертации, пс итогам конкурса на лучшие научные работы, выполненные в ВУЗах Министерства обороны РФ в 1996-1998 годах, награжден премией Министра обороны РФ (Приказ МО РФ №201 от 21 мая 1999г.).
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка используемых источников. Работа изложена на 187 страницах, из них 144 страницы машинописного текста, 9 таблиц и 94
7 рисунка. Список используемых источников включает 128 наименований, из них 19 на иностранном языке.
