Mio-tech-service.ru

Автомобильный журнал
3 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое сопла ракетного двигателя

Плоское сопло для российских боевых самолётов: от советских наработок до перспективы

Преимущества конструкции плоского сопла

Примерно с 80-х годов прошлого века авиаконструкторы обнаружили ряд преимуществ для двигателей военных самолетов, которые может принести использование сопла с плоской формой сечения.

С одной стороны, такая конструктивная особенность улучшает взлетно-посадочные характеристики (ВПХ) самолета и делает его более маневренным.

А с другой, она позволяет боевой машине стать менее заметной для РЛС противника. Это объясняется тем, что контуры осесимметричного сопла круглого сечения очень сложно согласовать с другими элементами конструкции самолета, чтобы сделать самолет не таким заметным для радаров. Гораздо легче этого добиться, если использовать плоское «реактивное» сопло. Помимо этого, чтобы еще более снизить радиозаметность, при изготовлении такого сопла задействуют материалы, способные поглощать излучение.

Дополнительно инфракрасное излучение самолета, использующего такую форму сопла, также уменьшается. Этого позволяет добиться соотношение высоты и ширины сопла, существенно снижая температуру исходящей струи.

Конечно, у такой формы сопла есть и недостатки. Во-первых, при переходе от круглого сечения двигателя к прямоугольной форме сопла происходит некоторая потеря давления. В лучшем случае, теряется около пяти процентов. Второй недостаток – это необходимость усиления жесткости и прочности сопла, так как конструкция такой формы испытывает большую нагрузку, чем сопло круглого сечения.

Но все эти недостатки с лихвой перекрываются преимуществами.

Первый российский самолет с плоским соплом

Первым в мире самолетом, где была воплощена новая идея, стал американский F-15, который выполнил первый экспериментальный полет в 1988 году. Позднее плоские сопла стали использовать в «стелс»-самолетах F-117 и F-22 Raptor. Хотя в России внедрением в военную авиацию сопла с плоским сечением занялись почти одновременно с американцами, мы в этой области отстали. И не потому, что наши специалисты хуже американских, просто в СССР начались тогда трудные времена: развал Советского Союза чуть было не привел к полному уничтожению и ОПК страны. Просто не до самолетов тогда было, откровенно.

В период своего заката Советский Союз стоял на пороге серийного производства истребителя нового поколения, оснащенного двигателем с плоским соплом. Изначально он назывался Су-27КМ. Самолет начали разрабатывать в 1988 году. Формально он считался модификацией корабельного истребителя Су-27К («М» — это «модернизированный»). Но по своей сути он был абсолютно новой разработкой. Главными его особенностями стали крылья изменяемой стреловидности и два двигателя с одним общим плоским соплом. Такая форма сопла позволяла снизить ИК-заметность и упрощала управление вектором тяги. По какой-то причине проект был в 1989 году закрыт (это отдельная история). В 1990 году прототип стал летающей лабораторией. Всё шло хорошо, самолёт отлично себя показал во время испытательных полетов, но из-за развала СССР и последовавшего за этим кризиса во всех сферах, включая ОПК, все работы пришлось свернуть. Есть и продолжение этой истории, но оно уже не касается применения в российской авиации двигателей с плоским соплом.

Двигатели с плоским соплом сегодня и завтра

Длительное время к применению плоского сопла российские авиастроители не возвращались. Скорее всего, на это были свои причины. Но совсем недавно было решено к этой идее вернуться.

Это связано с созданием первого российского истребителя пятого поколения Су-57. Не буду погружаться в долгую и драматичную историю создания самолета. Во-первых, она еще не закончилась, а во-вторых, это отдельная тема, которую в двух словах не раскрыть.

Упомяну лишь о моментах, касающихся возможного применения в этом самолете двигателей с плоским соплом.

Как известно, разработка Су-57 длится уже много лет, еще с начала 2000-х годов, причем сроки перехода к серийному производству много раз откладывались. Изначально первые самолеты планировали передать в войска еще в 2015 году. И хотя в прошлом году первый серийный Су-57 упал во время испытаний, специалисты считают эту боевую машину очень удачной. Уже есть несколько прототипов, более десятка. Это доказывает хотя бы тот факт, что в августе 2018 года ОКБ «Сухого» получило контракт от Минобороны РФ, согласно которому российские военные за период с 2020 по 2027 год должны получить 76 самолетов Су-57, не считая ещё двух, заказанных ранее.

Читать еще:  Что такое двигатель прогресс

Партии истребителей, которые поступят на вооружение, будут оснащены уже существующими серийными двигателями АЛ-41Ф1 с круглым осесимметричным сечением сопла. Подобные силовые агрегаты устанавливают на Су-35С. Истребители Су-57 с такими двигателями будут поставляться в войска ориентировочно до середины 2020-х годов.

А затем вместо этого двигателя в Су-57 начнут устанавливать так называемое «Изделие 30». О его технических характеристиках известно немного, но по некоторым данным в нем будет использовано плоское сопло. Собственно, этого и следовало ожидать. Но с учетом того, что планы разработчиков и сроки могут еще несколько раз поменяться, трудно сказать, когда именно у российских военных появятся боевые самолеты, оборудованные двигателями с плоским соплом. При этом стоит сказать, что не так давно появились изображения модели ударного БПЛА «Охотник», сопло которого было именно плоским.

  • Активные темы

Поделиться12007-12-08 19:25:48

  • Автор: Sasha
  • Заблокирован
  • Зарегистрирован : 2007-08-05
  • Приглашений: 0
  • Сообщений: 719
  • Уважение: [+0/-0]
  • Позитив: [+0/-0]
  • Возраст: 34 [1987-06-16]
  • Провел на форуме:
    Не определено
  • Последний визит:
    2011-09-29 14:18:25

Сопло — неотъемлемая часть некоторых пиротехнических фигур (В основном ракеты и фонтагы), расскажу поподробней про различные технологии их изготовления

1 самое простое сопло
для многих фигур (мелкие в основном маленькие ракеты, маленькие снаряды ) делается простой перетяжкой бумажной гильзы, очень хорошие результаты.

Плюсы
легко изготавливается
не требует дополнительных материалов и сушки
никогда не выбивает.
Минусы
тяжело делать на крупных гильзах
толстостенные фигуры фиг перетянешь
протирается вылетающими искрами

2 сопло из гипса
Замешивается гипс, чаще всего на воде иногда с добавкой клея, и вмазывается в изделие когда гипс становится рассыпчатым, вмазываэтся с небольшой притрамбовкой, так оно надежней держится и все
такое, сопло или заглушку можно сделать на абсолютно любую фигуру, благо гипс стоит 10 рублей в строительном магазине , после высыхания легко сверлится сверлом нужного диаметра.

Плюсы
очень просто делается
любой диаметр, любая тощина
неплохо держится, и слабо прогарает
удобно запечатывать изделия типа «шлаг» или «взрыв пакет» или снаряды, в котороых трамбовать нежелательно, иначе сильно страмбуется порох и плохо сдетонирует.
Минусы
Гипс влажный и от этого нужно очень часто сушить изделия, а такие вещества как нитрат калия +сера+алюминий или магний начинают выделять сероводород и это очень плохо может закончиться чтобы избежать этого в состав добавляют 1-2% борной кислоты, или другой состав типа нитрат аммония+алюминька после увлажнения могут самопроизвольно воспламениться, если их сушить на батарее, еще много составов которые непроизвольно самовоспламеняются от попадания влаги.
недосушенные сопла выбиваются всегда(проверено неоднократно)

3 Аналогично делаются сопла из клея ПВА + цемент
Диагноз тот же, плюсы и минусы что и у гипсовых

4 Металлические
Ну как бы сказать точнее, большинству людей установка на большое количество пиротехнических изделий это дороговато выйдет
и еще если устанавливаются металлическое сопло то и нужно устанавливать металлический корпус а это еще затруднительней и если например ракета такая упадет без системы спасения на голову или крышу авто то придется вести разборки по этому поводу.

Плюсы
очень прочные, не растачиваются вылетающими частицами
выдерживают любое давление
Минусы
дорогостоящие и трудно доступные простым людям
тяжелые(если еще и металлический корпус)
опасность осколочного взрыва и поражения осколками людей в большом радиусе(пусть небольшая но всеже есть)

5 ну наконец то добрались до моих любимых глиняных
Способ изготовления необычайно прост:
берется глина(обязательно сухая) размалывается, ну хотя бы заворачиваем в тряпку и бъем молотком по ней до состояния песка далее на подставку одеваем нужную гильзу засыпаем глину и трамбуем набойником(по набойнику бъем молотком)

Читать еще:  Что такое наддув двигателя самолета


нужны набойники, подставка, и шпильки(диаметра такого какое нужно сопла)

вот сопло из спрессованной глины для ракеты(ЗЫ диаметр внутренний гильзы 20мм , диаметр сопла 7,5 мм толщина 2 см)

это тоже ракетное такое же

самое лучшее и температуру держит и сидит намертво и не прогарает одни плюсы
а вот для фонтана(ЗЫ гильза внутренний диаметр 20мм диаметр сопла 5 мм толшина 2см)

Отредактировано Sasha (2007-12-10 07:34:46)

Сопло ракетного двигателя

Ракетный двигатель и выбрасываемые им газы взаимодействуют между собой. Обозначим силу, с которой газы воздействуют на двигатель,.На основании закона сохранения количества движения при отсутствии внешних сил сумма импульсов взаимодействующих тел остаётся постоянной. До запуска сумма импульсов топлива и двигателя была равна нулю. Следовательно, и после работы двигателя импульс системы будет равен нулю:

где -конечный импульс двигателя — конечный импульс топлива. Отсюда следует, что

В течение работы на двигатель воздействует реактивная сила тяги .

Так как до начала работы импульс двигателя был равен нулю, то импульс силы тяги составляет его конечный импульс, то есть

В соответсвии с предыдущим уравнением

где -секундный расход топлива — скорость истекающих газов относительно двигателя.

Таким образом, мы нашли формулу, дающую возможность вычислить силу тяги реактивного двигателя по известным значениям скорости истечения реактивной струи и массы вещества, выбрасываемой двигателем за одну секунду.

Критерии выбора

Функциональное устройство подбирается по масштабности, характеристике очищаемого материала, конструкции (размерам, мобильности), абразивной емкости и компрессору. Некоторые специалисты уверены, что основным критерием служат отверстия насадки, поскольку от них зависит производительность, давление, создаваемое в аппарате. Промышленные установки не могут работать с таким показателем менее 12 мм, а разбег между размерами может колебаться от 6 до 16 мм. Поэтому при выборе нужно учитывать не один, а несколько критериев, и каждый из них остается важным.

Производительность

Основным фактором, от которого зависит производительность агрегата, считается компрессор. Поэтому многие потребители ориентируются на показатель, который производитель указывает в техническом паспорте.

Производительность также зависит от длины используемого шланга и количества имеющихся в подающей системе соединений. Мощность компрессора определяется на выходе. Для этого можно использовать иглу для накачки мячей и манометр, которым контролируют давление в автомобильных шинах.

На производительность аппарата влияет также используемая абразивная смесь. Для прямоточного пескоструя можно применять практически любой тип абразива, а вот для инжекторного годятся только легкофракционнные. Отсюда вытекает и соответствующая насадка.

Глядя на показатель в техпаспорте, можно составить только приблизительное представление о производительности, оптимальным считается давление на выходе в размере 5,5-6 бар.

Есть специальные методы расчета соответствия сопла и абразива. Нельзя забывать, что именно от воздушно-абразивной смеси зависит антикоррозионная защита поверхности, качество обработки и адгезивность по окончании процесса.

Давление воздуха

Зависит от типа применяемого компрессора, Поршневые – самые распространенные, но они подходят для бытового употребления, поскольку обладают небольшой производительностью. Винтовой компрессор позволяет обеспечить не только постоянное давление, но и оптимальные результаты после проведения процесса. Их применяют при использовании рабочего пистолета.

Мощность компрессора может быть разной, но для работы рекомендуют 7-8-атмосферный, который и даст на выходе оптимальные 5,5-6 бар. Это не означает, что компрессор в 9 бар не даст такую же цифру, если шланг будет с большим количеством соединений или неоправданно длинный. Производительность компрессора – количество выдуваемых литров воздуха за 1 минуту. Но давление воздуха может определяться также типом электродвигателя или количеством оборотов в минуту. Время бесперебойной работы не всегда рассматривается как важный критерий, однако от него может тоже зависеть давление воздуха на протяжении нужного срока.

Удельный расход абразива

Зависит не только от мощности электродвигателя, компрессора и конструкции сопла (хотя это очень важные обстоятельства). Теоретически дешевле кварцевого песка не найти абразивного материала, однако количество пыли потребует особого устройства для ее подавления, а это означает постоянное очищение фильтров, что несомненно снизит производительность обработки по времени и результату. Для бетона тоже нужен пылеподавитель, но он не даст никакого эффекта на большую цифру расхода песка из кварца.

Читать еще:  Что такое диагностика двигателя авео

Купершлак и никельшлак не только обладают более высокой абразивной способностью и прочностью динамического столкновения. За счет удельной плотности этих отходов в меде- и никелеплавильной отрасли получается гораздо меньший расход и большая эффективность. Никельшлак к тому же и материал для многоразового использования, так что в данном случае экономия с песком не настолько существенна, чтобы не покупать более прогрессивные абразивы.

Материал

Сырье, из которого изготовлена функциональная насадка, оказывает значительное влияние на его продажную стоимость, и некоторые покупатели считают, что для одноразового применения можно купить более дешевое. Сопло действительно выполняет одинаковые функции и если поверхность загрязнения небольшая и объем работы минимальный, можно купить керамическое, которого хватит на 2 часа работы.

Чугунное верно прослужит около 8 часов, а вот вольфрамового достаточно для 300 часов работы.

У каждого из материалов есть свои плюсы и минусы – сталь обладает повышенной чувствительностью к ударам, вольфрам не любит перегрева и уже при 80 градусах способен пойти трещинами. Карбид бора термоустойчив, но его стоимость достаточно высока.

Сущность пескоструйной обработки

Пескоструйная обработка предполагает воздействие на различные поверхности абразивным материалом. В качестве последнего используются песок, дробь, карбид кремния, мелкие шарики из стекла и т.д.

Пескоструйная обработка – это механическое воздействие на поверхность мелких твердых частиц

Перед началом обработки абразив помещают в герметичный бункер. По основному шлангу аппарата под большим давлением подается воздух, поступающий от отдельного компрессора. Проходя мимо отверстия заборного рукава, поток воздуха создает в нем вакуум, что и способствует всасыванию в основной шланг абразива. Уже смешанный с абразивом воздух поступает к пистолету, основным элементом которого является сопло пескоструйное, через которое абразивная смесь подается на обрабатываемую поверхность.

Схема участка пескоструйной обработки

Как уже говорилось выше, для выполнения пескоструйной обработки могут использоваться различные типы абразивных материалов. Выбор здесь зависит от типа поверхности, которую необходимо очистить. Так, обработка с использованием песка эффективна в тех случаях, когда необходимо удалить слой старой краски с бетонной поверхности, очистить кирпичные стены от остатков цемента, подготовить металлические детали к дальнейшей покраске. Такие абразивы, как пластик или пшеничный крахмал, успешно применяют в судостроительной, автомобильной и авиастроительной отраслях, с их помощью эффективно удаляют старые покрытия с композиционных материалов.

Подобрать сопло (форсунку) в нашем каталоге

Развертывание и планы на будущее

РВСН России получили пилотные комплексы «Ярс» в 2009 году, хотя анонсировалось это событие на 2010 год:

  1. В 2010 году эти мощные ракеты заступили на боевой пост в Тейковской ракетной дивизии, базирующейся в Ивановской области. В состав подразделения входит 6 единиц РС-24.
  2. В 2013 году ракетные соединения Новосибирска и Козельска были перевооружены новыми межконтинентальными баллистическими ракетами.

По неофициальным данным на вооружении в Российских ракетных соединениях насчитывалось около 73 единиц РС-24, из них мобильных 63, 10 шахтных.

В 2018 году специалисты Воткинского завода запланировали произвести для российских вооруженных сил около двадцати единиц комплексов «Ярс».

С 2015 года специалисты-конструкторы занимаются восстановлением железнодорожного ракетного комплекса под названием «Баргузин», который будет оснащен стратегическими МБР «Ярс». По данным Министерства Обороны РФ, гордость российских РВСН встанет на вооружение к 2020.

Более того, в ближайшее десятилетие планируется заменить новым комплексом РС-24 состоящие на вооружении РС-18 и РС-20 «Сатана». Основной ударной группой ядерного щита российских РВСН будут новейшие межконтинентальные баллистические ракетные комплексы «Ярс».

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector