Подпишитесь на наши новости
Вернуться к началу с статьи up

ВОЗДУ́ШНО-РЕАКТИ́ВНЫЙ ДВИ́ГАТЕЛЬ

Авторы: В. Ф. Захарченко

ВОЗДУ́ШНО-РЕАКТИ́ВНЫЙ ДВИ́ГА­ТЕЛЬ (ВРД), дви­га­тель, в ко­то­ром для сго­рания жид­ко­го го­рю­че­го ис­поль­зу­ют ки­сло­род ат­мо­сфер­но­го воз­ду­ха, а си­ла тя­ги воз­ни­ка­ет в ре­зуль­та­те ис­те­че­ния ра­бо­чих га­зов из со­пла. Тер­мо­ди­на­ми­че­ский цикл ВРД в об­щем слу­чае вклю­ча­ет про­цес­сы сжа­тия воз­ду­ха, за­би­раемо­го из ат­мо­сфе­ры, под­во­да те­п­ло­ты (од­но- или мно­го­крат­но­го) и рас­ши­ре­ния на­гре­то­го га­за до ат­мо­сфер­но­го дав­ле­ния. ВРД ис­поль­зу­ют на ЛА (са­мо­лё­ты, вер­то­лё­ты, бес­пи­лот­ные ЛА).

Схема работы прямоточного воздушно-реактивного двигателя: 1 – воздух; 2 – диффузор; 3 – впрыск горючего; 4 – стабилизатор пламени; 5 – камера сгорания; 6 – сопло; 7...

По спо­со­бу сжа­тия воз­ду­ха раз­ли­ча­ют ком­прес­сор­ные и бес­ком­прес­сор­ные ВРД. У ком­прес­сор­ных ВРД сжа­тие воз­ду­ха осу­ще­ст­в­ля­ет­ся в воз­ду­хо­за­бор­ни­ке, а да­лее ме­ха­нич. ком­прес­со­ром, вра­щае­мым га­зо­вой тур­би­ной. Та­кие ВРД при­над­ле­жат к клас­су га­зо­тур­бин­ных дви­га­те­лей (ГТД). В бес­ком­прес­сор­ном ВРД сжа­тие воз­ду­ха про­из­во­дит­ся толь­ко за счёт ско­ро­ст­но­го на­по­ра встреч­но­го по­то­ка. По ха­рак­те­ру про­цес­са сго­ра­ния то­п­ли­ва та­кие ВРД де­лят­ся на пря­мо­точ­ный (ПВРД) и пуль­си­рую­щий (ПуВРД). В ПВРД про­цесс сго­ра­ния про­те­ка­ет при по­сто­ян­ном дав­ле­нии, а в ПуВРД – при по­сто­ян­ном или по­лу­замк­ну­том объ­ё­ме. ПуВРД, в от­ли­чие от ПВРД, снаб­же­ны спец. кла­па­на­ми, ко­то­рые в пе­ри­од сго­ра­ния то­п­ли­ва от­де­ля­ют ка­ме­ру сго­ра­ния от вход­ной час­ти, по­это­му про­цесс сго­ра­ния име­ет пре­ры­ви­стый (пуль­си­рую­щий) ха­рак­тер. В от­ли­чие от ПВРД, ПуВРД мо­гут раз­ви­вать тя­гу в стар­то­вых ус­ло­ви­ях, од­на­ко ско­ро­сти ЛА с ПуВРД срав­ни­тель­но ма­лы (до 1000 км/ч) из-за мень­ше­го рас­хо­да воз­ду­ха. ПВРД мо­жет эф­фек­тив­но ра­бо­тать при ско­ро­стях не ме­нее 3000 км/ч, т. к. на мень­ших ско­ро­стях сте­пень по­вы­ше­ния дав­ле­ния за счёт ско­ро­ст­но­го на­по­ра не­дос­та­точ­на. Осо­бый класс об­ра­зу­ют ком­би­ни­ров. дви­га­те­ли, со­че­таю­щие эле­мен­ты ГТД и ПВРД.

При ги­пер­зву­ко­вых ско­ро­стях ($M$=5–10, $M$Маха число), ис­поль­зу­ет­ся ги­пер­зву­ко­вой пря­мо­точ­ный воз­душ­но-ре­ак­тив­ный дви­га­тель (ГПВРД) со сверх­зву­ко­вой ско­ро­стью те­че­ния воз­ду­ха внут­ри дви­га­те­ля. ГПВРД счи­та­ет­ся од­ним из пер­спек­тив­ных ти­пов си­ло­вых ус­та­но­вок для ги­пер­зву­ко­вой авиа­ции. В РФ (Цен­траль­ный ин-т авиац. мо­то­ро­строе­ния им. П. И. Ба­ра­но­ва) про­ве­де­ны ис­пы­та­ния во­до­род­ных ГПВРД в со­ста­ве ги­пер­зву­ко­вой ле­таю­щей ла­бо­ра­то­рии «Хо­лод», соз­дан­ной на ба­зе зе­нит­ной ра­ке­ты SA-5 (с 2003). Макс. ско­рость, дос­тиг­ну­тая при по­лё­те, со­ста­ви­ла 1855 м/с, что соот­вет­ст­ву­ет $M$=6,49. Сис­те­ма ох­ла­жде­ния обес­пе­чи­ла ра­бо­то­спо­соб­ность ГПВРД в те­че­ние 77 се­кунд.

 

Идеи соз­да­ния разл. схем ВРД вы­ска­зы­ва­лись во 2-й пол. 19 – нач. 20 вв. В 1930-е гг. на­ча­ли соз­да­вать­ся экс­пе­рим. об­раз­цы ТРД, ПВРД, мо­то­ком­прес­сор­ных ВРД. Пер­вые бое­вые са­мо­лё­ты с ТРД поя­ви­лись в Ве­ли­ко­бри­та­нии и Гер­ма­нии в 1942, на­чи­ная с 1950-х гг. ВРД ста­но­вят­ся осн. ти­пом дви­га­те­лей са­мо­лё­тов.

Лит.: Тео­рия воз­душ­но-ре­ак­тив­ных дви­га­те­лей / Под ред. С. М. Шлях­тен­ко. М., 1975.

Вернуться к началу