RU2368540C1 - Hypersonic airplane and rocket propulsion system of airplane - Google Patents
Hypersonic airplane and rocket propulsion system of airplane Download PDFInfo
- Publication number
- RU2368540C1 RU2368540C1 RU2008115649/11A RU2008115649A RU2368540C1 RU 2368540 C1 RU2368540 C1 RU 2368540C1 RU 2008115649/11 A RU2008115649/11 A RU 2008115649/11A RU 2008115649 A RU2008115649 A RU 2008115649A RU 2368540 C1 RU2368540 C1 RU 2368540C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fuel
- propulsion system
- rocket propulsion
- combustion chambers
- aircraft
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Toys (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к авиации, а именно к гиперзвуковым самолетам.The invention relates to aviation, namely to hypersonic aircraft.
Известен гиперзвуковой самолет по патенту РФ на изобретение №2010744. Корпус самолета выполнен в любом продольном сечении по кубической параболе с затупленной кормовой частью и углом стреловидности по передней кромке не менее 60°. Руль высоты выполнен в виде шарнирно-закрепленной передней части корпуса.Known hypersonic aircraft according to the patent of the Russian Federation for the invention No. 20100744. The aircraft body is made in any longitudinal section along a cubic parabola with a blunt stern and a sweep angle along the leading edge of at least 60 °. The elevator is made in the form of a hinged front part of the body.
Недостаток: относительно низкая скорость полета самолета М=4…6..Disadvantage: relatively low flight speed of the aircraft M = 4 ... 6 ..
Известен гиперзвуковой самолет по патенту РФ на изобретение №210407, содержащий фюзеляж, крылья стартовые и маршевые двигательные установки. Стартовые двигательные установки выполнены в виде газотурбинных двигателей - ГТД, а маршевые двигатели - в виде прямоточных двигателей, конкретно в запатентованной разработке предложено применить пульсирующие детонационные воздушно-реактивные двигатели.Known hypersonic aircraft according to the patent of the Russian Federation for invention No. 210407, containing the fuselage, the wings of the launch and mid-flight propulsion systems. Starting propulsion systems are made in the form of gas turbine engines - gas turbine engines, and marching engines - in the form of ramjets, specifically in a patented development it is proposed to use pulsating detonation air-jet engines.
Недостатки этого самолета: относительно низкая скорость полета самолета и длительное время его разгона до гиперзвуковых скоростей из-за низкой тяги ГТД.The disadvantages of this aircraft: the relatively low flight speed of the aircraft and its long acceleration to hypersonic speeds due to the low thrust of the gas turbine engine.
Задачи создания гиперзвукового самолета: уменьшение времени разгона самолета до гиперзвуковых скоростей и увеличение скорости полета.Tasks of creating a hypersonic aircraft: reducing the time of acceleration of the aircraft to hypersonic speeds and increasing flight speed.
Решение указанной задачи достигнуто за счет того, что гиперзвуковой самолет, содержащий фюзеляж, крылья, топливные баки, маршевые прямоточные двигатели, стартовые ракетные двигатели и трубопроводы подвода компонентов топлива к ним, отличающийся тем, что стартовые ракетные двигатели выполнены работающими на компонентах жидкого топлива: окислителе и горючем, в фюзеляже установлены бак с окислителем и бак с горючим, трубопровод подвода окислителя проходит внутри бака горючего, а бак горючего соединен трубопроводами подвода горючего со всеми стартовыми ракетными двигателями, прямоточные двигатели выполнены в крыльях и соединены топливными трубопроводами с баком горючего. Стартовые ракетные двигатели выполнены с возможностью поворота и фиксации в вертикальной плоскости.The solution to this problem was achieved due to the fact that a hypersonic aircraft containing the fuselage, wings, fuel tanks, marching ramjets, launch rocket engines and pipelines for supplying fuel components to them, characterized in that the launch rocket engines are made using liquid fuel components: oxidizer and fuel, an oxidizer tank and a fuel tank are installed in the fuselage, the oxidizer supply pipe passes inside the fuel tank, and the fuel tank is connected to the fuel supply pipelines with with starting rocket engines, direct-flow engines are made in the wings and are connected by fuel pipelines to the fuel tank. Starting rocket engines are made with the possibility of rotation and fixation in a vertical plane.
Предложенное техническое решение обладает новизной, изобретательским уровнем и промышленной применимостью. Новизна подтверждается проведенными патентными исследованиями, изобретательский уровень - тем, что новая совокупность существенных признаков позволила получить новый технический эффект, а именно - уменьшение времени разгона самолета до гиперзвуковых скоростей и увеличение скорости полета. Промышленная применимость обусловлена тем, что для реализации изобретения не требуется создания новых неизвестных из уровня техники деталей и узлов и новых технологий.The proposed technical solution has novelty, inventive step and industrial applicability. The novelty is confirmed by patent research, the inventive step is that a new set of essential features made it possible to obtain a new technical effect, namely, a decrease in the acceleration time of an aircraft to hypersonic speeds and an increase in flight speed. Industrial applicability is due to the fact that the implementation of the invention does not require the creation of new unknown from the prior art parts and assemblies and new technologies.
Сущность изобретения поясняется на фиг.1..3, где:The invention is illustrated in figure 1..3, where:
на фиг.1 приведена схема гиперзвукового самолета,figure 1 shows a diagram of a hypersonic aircraft,
на фиг.2 - разрез А-А,figure 2 is a section aa,
на фиг.3 - вид самолета сзади,figure 3 is a rear view of the aircraft,
на фиг.4 - схема ракетной двигательной установки самолета.figure 4 is a diagram of a rocket propulsion system of an airplane.
Гиперзвуковой самолет (фиг.1) содержит фюзеляж 1, носовую коническую часть 2, крылья 3, стабилизаторы 4, установленные на осях 5 с возможностью поворота. Оси 5 соединены с приводами 6. Привод 6 соединен с блоком управления 7. В задней части фюзеляжа 1 размещена ракетная двигательная установка 8, содержащая две камеры сгорания 9 и центральное тело 10. Внутри фюзеляжа 1 установлены бак окислителя 11 с изоляцией бака 12, бак горючего 13, трубопровод окислителя 14, подсоединенный к баку окислителя 11, имеющий тепловую изоляцию 15. К баку горючего 16 в его нижней части подстыкован трубопровод горючего 16. Бак окислителя 11 соединен трубопроводом подвода окислителя 14 ракетной двигательной установкой 8. Бак горючего 13 соединен трубопроводом горючего 16 с ракетной двигательной установкой. В передней части фюзеляжа 1 находится кабина пилота 17. В носовой конической части 2 радиально установлено четыре управляющих сопла 18 (фиг.2), соединенных с дополнительным газогенератором 19 и имеющих регуляторы 20. Фюзеляж 1 самолета установлен на шасси 21 (фиг.3).Hypersonic aircraft (figure 1) contains the fuselage 1, the nose conical part 2,
Ракетная двигательная установка 8 (фиг.4) содержит две камеры сгорания 9 и турбонасосный агрегат (ТНА) 22. Турбонасосный агрегат 22, в свою очередь, содержит установленные на валу ТНА 23 крыльчатку насоса окислителя 24, крыльчатку насоса горючего 25, пусковую турбину 26, дополнительный насос горючего 27, с валом дополнительного насоса горючего 28, соединенным мультипликатором 29, размещенным в корпусе 30 с валом ТНА 23, основную турбину 31, выполненную в верхней части турбонасосного агрегата 22. Газогенератор 32 установлен над основной турбиной 31 соосно с турбонасосным агрегатом 22, Камера сгорания 21 содержит сопло 33, выполненное из двух оболочек и зазором «А» между ними, и головку камеры сгорания 34, внутри которой выполнены наружная плита 35 и внутренняя плита 36 с полостью «Б» между ними. Внутри головки камеры сгорания 34 установлены форсунки окислителя 37 и форсунки горючего 38. Форсунки окислителя 37 сообщают полость «В» с внутренней полостью камеры сгорания «Д», а форсунки горючего 38 сообщают полость «Б» с внутренней полостью камеры сгорания «Д». На наружной поверхности камеры сгорания 21 установлен коллектор горючего 39, от которого отходят топливопроводы 40 к нижней части сопла 33. К коллектору горючего 39 подключен выход из клапана горючего 41, вход которого трубопроводом горючего 42 соединен с выходом из крыльчатки насоса горючего 25. Выход из дополнительного насоса горючего 27 соединен топливопроводом высокого давления 43 через регулятор расхода 44, имеющий привод 45 и клапан высокого давления 46 с газогенератором 32, конкретно - с полостью «Е». Выход из крыльчатки насоса окислителя 24 трубопроводом окислителя 47 через клапан 48 тоже соединен с генератором 32, конкретно с его полостью «Ж». На головке 35 камеры сгорания 21 установлены запальные устройства 49, а на газогенераторе 31 - запальные устройства 50.The rocket propulsion system 8 (Fig. 4) contains two
К пусковой турбине 26 подстыкован трубопровод высокого давления 51 с пусковым клапаном 52, предназначенный для запуска пусковой турбины 26. Другой конец трубопровода высокого давления 52 соединен с баллоном сжатого воздуха 53.A
К блоку управления 21 электрическими связями 54 подключены электрозапальные устройства 49 и 50, клапан горючего 41, клапан окислителя 48, привод регулятора расхода 45, клапан высокого давления 46, пусковой клапан 52 и регулятор 55, установленный в газоводе 56 одной из камер сгорания 9.Electrolap
К коллектору горючего 39 подключен продувочный трубопровод 57 с клапаном продувки 58. Камеры сгорания 9 могут быть установлены на цапфах 59 для их качания при управлении курсом самолетаA
Ориентировочные характеристики гиперзвукового самолета:Approximate characteristics of a hypersonic aircraft:
Компоненты ракетного топлива для ЖРДPropellant Components for LRE
При запуске ракетной двигательной установки 8 с блока управления 7 подаются сигналы на пусковой клапан 52. Воздух высокого давления с наземной системы по трубопроводу высокого давления 51 подается на пусковую турбину 26 и раскручивает ротор ТНА 22. Давление окислителя и горючего на выходе из крыльчаток насосов окислителя 22 и горючего 23 возрастает. Подается сигнал на открытие клапанов 41, 46 и 48. Окислитель и горючее поступает в камеру сгорания 21 и газогенератор 32. Подается сигнал на запальные устройства 49 и 50, топливная смесь в камере сгорания 21 и в газогенераторе 32 воспламеняется. Стартовый ракетный двигатель 4 запустился. Регулятором расхода 44 при помощи привода 45 осуществляют регулирование режима его работы.When starting the rocket propulsion system 8 from the control unit 7, signals are sent to the
При выключении стартового ракетного двигателя с блока управления 7 подается сигнал на клапаны 41, 46 и 48 и 55, которые закрываются. Потом подается сигнал на открытие продувочного клапана 52, и инертный газ по продувочному трубопроводу 51 поступает в топливный коллектор 39 и далее в полость «А» для удаления остатков горючего.When you turn off the starting rocket engine from the control unit 7, a signal is supplied to the
При старте и разгоне гиперзвукового самолета управление углами полета осуществляется рассогласованием тяги камер сгорания 9 при помощи регулятора 55, уменьшающего подачу газа из газогенератора 32 в одну из камер сгорания 9. При полете в атмосфере управление самолетом выполняет блок управления 7 при помощи приводов 6, которые отклоняют стабилизаторы 4. При полете вне атмосферы (в космосе) или в разреженной атмосфере на высоте более 200000 м запускают вспомогательный газогенератор 19 (фиг.3) и при помощи регуляторов 20 подают продукты сгорания в одно из реактивных управляющих сопел 18.At the start and acceleration of a hypersonic aircraft, the flight angles are controlled by mismatching the thrust of the
Приземление самолета осуществляется горизонтально на шасси 21.Landing of the aircraft is carried out horizontally on the
Применение изобретения позволило следующее.The application of the invention allowed the following.
1. Повысить скорость полета гиперзвукового самолета до М=12.1. To increase the flight speed of a hypersonic aircraft to M = 12.
2. Повысить потолок полета самолета до уровня космических высот, т.к. для его полета и управления не нужна атмосфера.2. Raise the aircraft flight ceiling to the level of space heights, as its flight and control do not need an atmosphere.
3. Ускорить процесс набора максимальной гиперзвуковой скорости.3. Accelerate the process of gaining maximum hypersonic speed.
4. Упростить схему питания топливом стартовых и маршевых двигателей.4. Simplify the fuel supply scheme of starting and mid-flight engines.
5. Повысить надежность гиперзвукового самолета.5. Improve the reliability of hypersonic aircraft.
6. Увеличить мощность и удельные характеристики гиперзвукового самолета,6. Increase the power and specific characteristics of a hypersonic aircraft,
7. Уменьшить вес самолета.7. Reduce the weight of the aircraft.
8. Обеспечить надежное управление самолетом за счет применение двух систем управления: аэродинамической и газодинамической.8. Ensure reliable control of the aircraft through the use of two control systems: aerodynamic and gas-dynamic.
9. Улучшить запуск и выключение ракетной двигательной установки и обеспечить их очистку от остатков горючего после выключения продувкой полостей камер сгорания инертным газом.9. Improve the launch and shutdown of a rocket propulsion system and ensure that they are cleaned of fuel residues after being switched off by blowing the cavities of the combustion chambers with inert gas.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008115649/11A RU2368540C1 (en) | 2008-04-21 | 2008-04-21 | Hypersonic airplane and rocket propulsion system of airplane |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008115649/11A RU2368540C1 (en) | 2008-04-21 | 2008-04-21 | Hypersonic airplane and rocket propulsion system of airplane |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2368540C1 true RU2368540C1 (en) | 2009-09-27 |
Family
ID=41169506
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008115649/11A RU2368540C1 (en) | 2008-04-21 | 2008-04-21 | Hypersonic airplane and rocket propulsion system of airplane |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2368540C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2438937C2 (en) * | 2010-11-24 | 2012-01-10 | Александр Михайлович Гультяев | Spaceship |
| RU2508460C1 (en) * | 2012-07-10 | 2014-02-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный космический научно-производственный центр имени М.В. Хруничева" | Extra-terrestrial power plant with computer-aided energy conversion |
| CN113955139A (en) * | 2021-10-29 | 2022-01-21 | 中国运载火箭技术研究院 | An adjustable rocket booster structure and method suitable for unmanned aerial vehicles |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4026500A (en) * | 1975-06-05 | 1977-05-31 | Mark S. Grow | Aircraft wing with internal flow control propulsion |
| RU2130407C1 (en) * | 1998-04-14 | 1999-05-20 | Анакин Анатолий Тимофеевич | Flying vehicle with mixed power plant |
| US6227488B1 (en) * | 1997-10-01 | 2001-05-08 | Darrell O Weiland | Mobile fan for hot air balloons |
| RU2305056C1 (en) * | 2006-06-01 | 2007-08-27 | Сергей Евгеньевич Варламов | Hypersonic aircraft |
-
2008
- 2008-04-21 RU RU2008115649/11A patent/RU2368540C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4026500A (en) * | 1975-06-05 | 1977-05-31 | Mark S. Grow | Aircraft wing with internal flow control propulsion |
| US6227488B1 (en) * | 1997-10-01 | 2001-05-08 | Darrell O Weiland | Mobile fan for hot air balloons |
| RU2130407C1 (en) * | 1998-04-14 | 1999-05-20 | Анакин Анатолий Тимофеевич | Flying vehicle with mixed power plant |
| RU2305056C1 (en) * | 2006-06-01 | 2007-08-27 | Сергей Евгеньевич Варламов | Hypersonic aircraft |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2438937C2 (en) * | 2010-11-24 | 2012-01-10 | Александр Михайлович Гультяев | Spaceship |
| RU2508460C1 (en) * | 2012-07-10 | 2014-02-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный космический научно-производственный центр имени М.В. Хруничева" | Extra-terrestrial power plant with computer-aided energy conversion |
| CN113955139A (en) * | 2021-10-29 | 2022-01-21 | 中国运载火箭技术研究院 | An adjustable rocket booster structure and method suitable for unmanned aerial vehicles |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9249758B2 (en) | Propulsion assembly and method | |
| RU2384473C2 (en) | Hypersonic airplane with combat air craft laser | |
| US6966174B2 (en) | Integrated bypass turbojet engines for air craft and other vehicles | |
| US8256203B1 (en) | Rocket based combined cycle propulsion unit having external rocket thrusters | |
| US10829232B2 (en) | Aircraft comprising a propulsion assembly including a fan on the rear of the fuselage | |
| US6793174B2 (en) | Pulsejet augmentor powered VTOL aircraft | |
| US7150432B2 (en) | Horizontal augmented thrust system and method for creating augmented thrust | |
| CN107503862A (en) | A kind of hybrid rocket combination circulation propulsion system and its control method | |
| CN109764774B (en) | Test device for simulating rocket return landing process | |
| US3699771A (en) | Rotary wing aircraft lift and propulsion method and systems | |
| JP5014071B2 (en) | Pulse detonation engine | |
| RU2366593C1 (en) | Military-space airplane with aviation-based fighting laser | |
| RU2368540C1 (en) | Hypersonic airplane and rocket propulsion system of airplane | |
| US4500052A (en) | Liquid fuel prevaporization and back burning induction jet oval thrust transition tail pipe | |
| RU2602656C1 (en) | Return carrier rocket stage, method of its operation and gas turbine engine | |
| RU2380282C1 (en) | Hypersonic aircraft and onboard combat laser | |
| US4007892A (en) | Aircraft flight method and apparatus for boosting an aircraft to a very high altitude and thereafter boosting the aircraft to a high rate of forward speed | |
| CN113202631A (en) | Oxygen supplementing device for turbine shaft and turboprop engine and working method of oxygen supplementing device | |
| RU2609539C1 (en) | Rocket vehicle, return stage of rocket vehicle and method of its launch upon return and system of helicopter pick-up of return stage | |
| RU2378158C1 (en) | Hypersonic aircraft and its jet engine | |
| RU2742515C1 (en) | Compound propulsion system of reusable first stage launcher | |
| RU2609549C1 (en) | Return stage of rocket vehicle and method of its operation | |
| RU2305056C1 (en) | Hypersonic aircraft | |
| RU2380651C1 (en) | Multistaged air-defense missile | |
| RU2410291C1 (en) | Supersonic missile with powdered metallic fuel engine |