RU2305056C1 - Hypersonic aircraft - Google Patents
Hypersonic aircraft Download PDFInfo
- Publication number
- RU2305056C1 RU2305056C1 RU2006119241/11A RU2006119241A RU2305056C1 RU 2305056 C1 RU2305056 C1 RU 2305056C1 RU 2006119241/11 A RU2006119241/11 A RU 2006119241/11A RU 2006119241 A RU2006119241 A RU 2006119241A RU 2305056 C1 RU2305056 C1 RU 2305056C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fuel
- engines
- oxidizer
- wings
- hypersonic aircraft
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (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.The disadvantage is the relatively low flight speed of the aircraft M = 4 ... 6.
Известен гиперзвуковой самолет по патенту РФ на изобретение №2130407, 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. 2130407, 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, отличается 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, mid-flight engines, launch rocket engines and pipelines for supplying fuel components to them, is 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 pipes with everything and 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.
Маршевые прямоточные двигатели на выходе оборудованы поворотными заслонками для управления по углу тангажа. Трубопровод подвода окислителя теплоизолирован.Marching ramjet engines at the exit are equipped with butterfly valves for pitch angle control. The oxidizer supply pipe is thermally insulated.
Предложенное техническое решение обладает новизной, изобретательским уровнем и промышленной применимостью. Новизна подтверждается проведенными патентными исследованиями, а 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, and the inventive step is due to the fact that a new set of essential features made it possible to obtain a new technical effect, namely, reducing the time to accelerate the aircraft to hypersonic speeds and increasing 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 - схема маршевого прямоточного двигателя,figure 2 - diagram of the march ramjet engine,
на фиг.3 - схема стартового ракетного двигателя.figure 3 - diagram of the starting rocket engine.
Гиперзвуковой самолет (фиг.1) содержит фюзеляж 1, стабилизаторы 2, крылья 3, стартовые ракетные двигатели 4, маршевые прямоточные двигатели 5, установленные в крыльях 3, бак окислителя 6, бак горючего 7. Бак окислителя 6 соединен трубопроводом подвода окислителя 8 со стартовыми ракетными двигателями 4. Бак горючего 7 соединен трубопроводом горючего 9 со стартовыми ракетными двигателями 4 и топливными трубопроводами 10 с маршевыми прямоточными двигателями 5.Hypersonic aircraft (figure 1) contains the
Схема маршевого прямоточного двигателя приведена на фиг.2. Маршевые прямоточные двигатели 5 встроены в крылья 3 самолета и содержат воздухозаборник 11 конфузорной формы, критическую часть камеры сгорания 12, расширяющееся сверхзвуковое сопло 13. Внутри маршевых прямоточных двигателей 5 установлен топливный коллектор 14, который топливным трубопроводом 10 соединен с баком горючего 7. На верхней выходной кромке крыльев 3 на шарнире 15 закреплены управляемые створки 16, к которым подсоединены штоки 17 цилиндров управления 18, которые соединены связями 19 с блоком управления 20.Scheme marching ramjet engine shown in figure 2. Marching
Стартовый ракетный двигатель 4 (фиг.3) содержит камеру сгорания 21 и турбонасосный агрегат 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» 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 40, вход которого трубопроводом горючего 41 соединен с выходом из крыльчатки насоса горючего 25. Выход из дополнительного насоса горючего 27 соединен топливопроводом высокого давления 42 через регулятор расхода 43, имеющий привод 44 и клапан высокого давления 45 с газогенератором 32, конкретно с полостью «Е». Выход из крыльчатки насоса окислителя 24 трубопроводом окислителя 46 через клапан 47 тоже соединен с генератором 32, конкретно с его полостью «Ж». На головке 35 камеры сгорания 21 установлены запальные устройства 48, а на газогенераторе 31 - запальные устройства 49.The starting rocket engine 4 (Fig. 3) comprises a
К пусковой турбине 26 подстыкован трубопровод высокого давления 50 с пусковым клапаном 51, предназначенный для запуска пусковой турбины 26.A
К блоку управления 20 электрическими связями 19 подключены электрозапальные устройства 48 и 49, клапан горючего 40, клапан окислителя 47, привод регулятора расхода 44, клапан высокого давления 45, пусковой клапан 51.To the
К коллектору горючего 39 подключен продувочный трубопровод 52 с клапаном продувки 53. На камере сгорания выполнены цапфы 54 для ее качания в одной плоскости. Привод осуществляется при помощи гидроцилиндра 55, соединенного с блоком управления 20.A
Ориентировочные характеристики гиперзвукового самолета:Approximate characteristics of a hypersonic aircraft:
Компоненты ракетного топлива для стартового ЖРДPropellant components for launch rocket engine
Гиперзвуковой самолет может взлетать вертикально.A hypersonic plane can take off vertically.
При запуске стартовых ракетных двигателей 4 с блока управления 20 подаются сигналы на пусковой клапан 51. Воздух высокого давления с наземной системы по трубопроводу высокого давления 50 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 40, 45 и 47. Окислитель и горючее поступает в камеру сгорания 21 и газогенератор 32. Подается сигнал на запальные устройства 48 и 49, топливная смесь в камере сгорания 21 и в газогенераторе 32 воспламеняется. Стартовый ракетный двигатель 4 запустился. Регулятором расхода 43 при помощи привода 44 осуществляют регулирование режима его работы.When starting rocket engines 4 are started from the
При выключении стартового ракетного двигателя с блока управления 20 подается сигнал на клапаны 40, 45 и 47, которые закрываются. Потом подается сигнал на открытие продувочного клапана 53 и инертный газ по продувочному трубопроводу 52 поступает в топливный коллектор 39 и далее в полость «А» для удаления остатков горючего.When you turn off the starting rocket engine from the
После выключения стартовых ракетных двигателей или одновременно с ними запускаются маршевые прямоточные двигатели 5 (фиг.1). Для их запуска горючее из бака горючего 7 по топливному трубопроводу 10 насосом горючего (не показан) подается в топливный коллектор 14 маршевых прямоточных двигателей 5. При сгорании топлива выделяется энергия, и образующиеся выхлопные газы поступают в расширяюшееся сверхзвуковое сопло 13 и далее выходят в атмосферу, создавая реактивную тягу.After turning off the starting rocket engines or simultaneously with them, marching
При старте и разгоне гиперзвукового самолета управление углами полета осуществляется рассогласованием тяги стартовых ракетных двигателей 4 и их качанием на цапфах 54 при помощи гидроцилиндров 55. На гиперзвуковом режиме управление самолетом выполняет блок управления 20 при помощи створок 16, которые отклоняются при помощи управляющих гидроцилиндров 18.At the start and acceleration of a hypersonic aircraft, the flight angles are controlled by the mismatch of the thrust of the rocket launch engines 4 and their swing on the
Применение изобретения позволило:The application of the invention allowed:
1. Повысить скорость полета гиперзвукового самолета.1. Increase the speed of the hypersonic aircraft.
2. Ускорить процесс набора максимальной гиперзвуковой скорости.2. Accelerate the process of gaining maximum hypersonic speed.
3. Упростить схему питания топливом стартовых и маршевых двигателей.3. Simplify the fuel supply scheme of starting and main engines.
4. Повысить надежность гиперзвукового самолета.4. Improve the reliability of hypersonic aircraft.
5. Увеличить мощность и удельные характеристики гиперзвукового самолета.5. Increase the power and specific characteristics of a hypersonic aircraft.
6. Уменьшить вес самолета, стартового и прямоточных двигателей за счет унификации одного из компонентов топлива для двух типов двигателей.6. To reduce the weight of the aircraft, starting and ramjet engines by unifying one of the fuel components for two types of engines.
7. Обеспечить надежное управление самолетом.7. Ensure reliable control of the aircraft.
8. Улучшить запуск и выключение двигателей и обеспечить их очистку от остатков горючего после выключения.8. Improve engine starting and shutting down and ensure that they are cleaned of residual fuel after shutting down.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006119241/11A RU2305056C1 (en) | 2006-06-01 | 2006-06-01 | Hypersonic aircraft |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006119241/11A RU2305056C1 (en) | 2006-06-01 | 2006-06-01 | Hypersonic aircraft |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2305056C1 true RU2305056C1 (en) | 2007-08-27 |
Family
ID=38597070
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006119241/11A RU2305056C1 (en) | 2006-06-01 | 2006-06-01 | Hypersonic aircraft |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2305056C1 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2368540C1 (en) * | 2008-04-21 | 2009-09-27 | Николай Борисович Болотин | Hypersonic airplane and rocket propulsion system of airplane |
| RU2378158C1 (en) * | 2008-10-14 | 2010-01-10 | Николай Борисович Болотин | Hypersonic aircraft and its jet engine |
| RU2658218C1 (en) * | 2017-02-20 | 2018-06-19 | Акционерное Общество "Государственное Машиностроительное Конструкторское Бюро "Радуга" Имени А.Я. Березняка" | Hypersonic aircraft |
| RU2791941C1 (en) * | 2022-11-23 | 2023-03-14 | Юрий Николаевич Михайлов | Hypersonic aircraft |
| CN119195939A (en) * | 2024-09-06 | 2024-12-27 | 华中科技大学 | Powdered metal fuel rotating detonation rocket ramjet combined cycle engine for round trip between Earth and Mars |
Citations (3)
| 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 |
| US6227486B1 (en) * | 1999-05-28 | 2001-05-08 | Mse Technology Applications, Inc. | Propulsion system for earth to orbit vehicle |
-
2006
- 2006-06-01 RU RU2006119241/11A patent/RU2305056C1/en active
Patent Citations (3)
| 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 |
| US6227486B1 (en) * | 1999-05-28 | 2001-05-08 | Mse Technology Applications, Inc. | Propulsion system for earth to orbit vehicle |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2368540C1 (en) * | 2008-04-21 | 2009-09-27 | Николай Борисович Болотин | Hypersonic airplane and rocket propulsion system of airplane |
| RU2378158C1 (en) * | 2008-10-14 | 2010-01-10 | Николай Борисович Болотин | Hypersonic aircraft and its jet engine |
| RU2658218C1 (en) * | 2017-02-20 | 2018-06-19 | Акционерное Общество "Государственное Машиностроительное Конструкторское Бюро "Радуга" Имени А.Я. Березняка" | Hypersonic aircraft |
| RU2791941C1 (en) * | 2022-11-23 | 2023-03-14 | Юрий Николаевич Михайлов | Hypersonic aircraft |
| RU2846645C2 (en) * | 2022-12-20 | 2025-09-11 | Юрий Николаевич Михайлов | Space bomber interceptor |
| CN119195939A (en) * | 2024-09-06 | 2024-12-27 | 华中科技大学 | Powdered metal fuel rotating detonation rocket ramjet combined cycle engine for round trip between Earth and Mars |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6668542B2 (en) | Pulse detonation bypass engine propulsion pod | |
| US2569497A (en) | Combined variable area nozzle and after-burner control for jet motors | |
| US6439503B1 (en) | Pulse detonation cluster engine | |
| RU2418970C1 (en) | Liquid-propellant engine and turbo-pump unit | |
| RU2384473C2 (en) | Hypersonic airplane with combat air craft laser | |
| US20130014487A1 (en) | Packaged propellant air-induced variable thrust rocket engine | |
| EP3133262A1 (en) | Engine jetting out combustion gas as driving force | |
| RU2366593C1 (en) | Military-space airplane with aviation-based fighting laser | |
| US4500052A (en) | Liquid fuel prevaporization and back burning induction jet oval thrust transition tail pipe | |
| RU2305056C1 (en) | Hypersonic aircraft | |
| JP2009114998A (en) | Pulse detonation engine | |
| US2945641A (en) | Aircraft with wing containing lifting jets | |
| RU2368540C1 (en) | Hypersonic airplane and rocket propulsion system of airplane | |
| RU2380282C1 (en) | Hypersonic aircraft and onboard combat laser | |
| US20250171111A1 (en) | System for cargo transport | |
| RU2378158C1 (en) | Hypersonic aircraft and its jet engine | |
| RU2484285C1 (en) | Oxygen-hydrogen liquid-propellant engine | |
| RU2380651C1 (en) | Multistaged air-defense missile | |
| RU2380647C1 (en) | Multistaged cruise missile | |
| RU2313683C1 (en) | Jet engine | |
| RU2791941C1 (en) | Hypersonic aircraft | |
| US20250188893A1 (en) | Combustion mode switching engine | |
| RU2470834C1 (en) | Aircraft | |
| RU2603305C1 (en) | Return carrier rocket stage | |
| RU2846645C2 (en) | Space bomber interceptor |