0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

В чем плюсы и минусы реактивные двигателей

Турбовинтовой двигатель состоит из воздушного винта, редуктора и турбокомпрессора. Принцип работы данного вида двигателей достаточно прост: атмосферный воздух сжимается и подается в камеру сгорания, где смешивается с топливом. Там с помощью свечи зажигания эта смесь поджигается и сгорает, образуя при этом продукты сгорания под высоким давлением, которые приводят во вращение диск турбины. Данные процессы показывают, как энергия сжатого и нагретого газа преобразуется в механическую работу.
Мощность турбовинтового двигателя сосредоточена в валу из-за отсутствия выходящей реактивной струи. Именно вал приводит в движение винт, который и создает тягу. Подобного рода конструкции применяют не только для самолетов, но и вертолетов.

Намного интереснее работа реактивного двигателя. Существует несколько разновидностей данного рода двигателей:
— турбореактивный
— турбореактивный двухконтурный
— прямоточный воздушно-реактивный
— пульсирующий воздушно-реактивный

Ядерные двигатели

Идея использовать ядерные двигатели в авиации и космонавтике возникла в 1950-х годах вскоре после создания технологии управляемой атомной реакции. Плюсом такого двигателя является длительное время работы на практически не расходуемом в полете компактном источнике топлива, что означает неограниченную дальность полета. Минусами были большой вес и габариты атомных реакторов того времени, сложность их перезарядки, необходимость обеспечения биологической защиты обслуживающего персонала. С начала 1950-х годов ученые СССР и США независимо друг от друга изучали возможность создания разных типов атомных двигателей:

  • ядерный прямоточный воздушно-реактивный двигатель (ЯПВРД): в нем поступающий через воздухозаборник воздух попадает в активную зону реактора, нагревается и выбрасывается через сопло, создавая нужную тягу;
  • ядерный турбореактивный двигатель: действует по похожей схеме, но воздух перед попаданием в реактор сжимается компрессором;
  • ядерный ракетный двигатель: тяга создается за счет нагрева реактором рабочего тела, водорода, аммиака, других газов или жидкостей, которые затем выбрасываются в сопло;
  • ядерный импульсный двигатель: реактивную тягу создают поочередные ядерные взрывы малой мощности;
  • электрореактивный двигатель: вырабатываемая реактором электроэнергия используется для нагрева рабочего тела до состояния плазмы.

Наиболее подходящими для крылатых ракет и самолетов являются прямоточный воздушно-реактивный или турбореактивный двигатель. В проектах крылатых ракет предпочтение традиционно отдавалось первому варианту.

Преимущества реактивного двигателя

Перед остальными видами такие:

  • Простота конструкции. Для создания простейшего реактивного двигателя достаточно камеры сгорания и сопла. В камере сгорания образуется рабочее тело с высокой тепловой энергией, которое проходя через сопло передает аппарату реактивную тягу.
  • Малое количество подвижных деталей. Для повышения эффективности работы воздушно-реактивного двигателя, созданы дополнительные механизмы. Они обеспечивают принудительное нагнетание воздуха в камеру сгорания. Их конструкция проста. Обычно это воздухозаборник с крутящимся винтом и лопастями. У ракетного таковые отсутствуют вообще.
  • Высокие удельный импульс и мощность. Удельный импульс характеризует насколько большое ускорение передается самолёту или ракете рабочим телом, что позволяет развить хорошую скорость полета. Сравнение мощностей различных типов двигателей наглядно демонстрирует преимущества реактивного: карбюраторный ДВС – 200 кВт; дизельный ДВС – 2200 кВТ.; атомный – 55 000 кВт; турбинный паровой — 300 000 кВт; реактивный – 30 000 000 кВт.
  • КПД достигает 47-60%. Этот показатель гораздо выше, чем у двигателей внутреннего сгорания (25-35%) или турбинного (27-30%). Это значит, что реактивный совершает больше полезной работы.
  • Управляемость с помощью тяги во время космических полетов. Меняя расход топлива, можно уменьшать или увеличивать скорость полета, делать манёвры и вовсе отключать двигатель, а затем снова его запускать. При этом ему не требуется взаимодействовать с другими телами.
  • Работает при низком давлении воздуха или вовсе без него в условиях безвоздушного пространства. Пока ещё не создан механизм, который зарекомендовал себя лучше в условиях космоса.
Читать еще:  Автоматические видеорегистраторы при запуске двигателя

Первый экспортный успех реактивного ранца JetPack Aviation JB12

Армии разных стран проявляют интерес к тематике реактивных ранцев и даже изучают доступные образцы. Проводятся разнообразные испытания, целью которых является определение реальных возможностей и перспектив такой техники. При этом ни один образец пока не был принят на снабжение армии. Однако из последних новостей следует, что это может произойти в самое ближайшее время. Один из ведущих разработчиков такой техники, JetPack Aviation, получил первый заказ от военного ведомства.

Демонстрации и контракт

Создатели будущей JetPack Aviation проводили эксперименты в области индивидуальных летательных аппаратов с девяностых годов. В 2016 г. они основали новую компанию, которая теперь занимается развитием идей и созданием различных конструкций. К настоящему времени создано несколько образцов и проектов разного рода.

Последней и наиболее совершенной разработкой компании в области реактивных ранцев является изделие JB12. Оно представляет собой военную модификацию ранее созданного гражданского JB11. По соображениям секретности, облик военного ранца пока не раскрывается, хотя известны некоторые его отличия от базовой модели.

JB12 уже привлекает внимание потенциальных заказчиков. Так, осенью 2019 г. прошла демонстрация такого ранца спецподразделению ВМС США SEAL. Подробности этого мероприятия не раскрывались, однако можно представить, что на нем происходило, и какую проверку проходил ранец.

На днях стало известно, что изделие JB12 впервые стало предметом реального контракта. Вооруженные силы неназванной страны Юго-Восточной Азии заказали для своих нужд два таких ранца. Стоимость контракта – 800 тыс. долл. США. Заказчик получит технику в течение следующих шести месяцев. Для каких целей приобретаются ранцы, не сообщается.

Компания-производитель отмечает, что первый заказ подтверждает высокий потенциал изделия JB12. Также контракт говорит о соответствии ранца требованиям армий. Перечисляются и сильные стороны, заинтересовавшие заказчика. Так, ранец отличается малыми размерами, а высокие летные характеристики позволяют использовать его в широком круге миссий. Кроме того, изделие без затруднений может быть интегрировано с другой разработкой JetPack Aviation – легким летательным аппаратом Speeder, который уже заинтересовал ВВС США.

Читать еще:  J25a какое масло в двигатель

Военная модификация

Реактивный ранец JB12 военного назначения выполнен на базе изделия JB11. Последнее представляет собой сверхлегкий летательный аппарат, способный поднимать в воздух себя, пилота и некоторый небольшой груз. Собственная масса конструкции составляет 115 фунтов (52 кг). Обеспечивается полет со скоростью до 120 миль в час (193 км/ч), продолжительность полета, в зависимости от разных факторов, достигает 10 мин.

Реактивный ранец построен на основе рамы сложной формы, на которой устанавливаются все основные агрегаты. В центре конструкции предусматривается место для пилота с ременной системой, за которым находится крупный топливный бак. По бокам от пилота и бака установлены два набора по три компактных турбореактивных двигателя суммарной тягой 530 фунтов (240 кг). Управление осуществляется при помощи двух передних рукояток, оснащенных экранами для выдачи пилотажной информации.

Взлет, посадка и маневр по высоте осуществляются при помощи изменения суммарной тяги ТРД. Маневрирование выполняется как за счет изменения тяги двигателей, так и при помощи их качания в вертикальной плоскости при помощи отдельного привода.

Компания JetPack Aviation разработала оригинальную цифровую систему управления для реактивных ранцев. Она способна отслеживать положение изделия и пилота в воздухе, параметры полета и т.д. Кроме того, автоматика постоянно следит за работой двигателей и поддерживает их параметры в соответствии с текущим режимом полета. Имеется возможность компенсации выбывшего из строя двигателя.

Разработчик отмечает простоту эксплуатации ранца JB11. На базовую подготовку «летчика» требуется всего 10 дней с теоретическими и практическими занятиями. Предусматривается и продвинутый курс большей продолжительности. По всей видимости, обучение бойца спецподразделения, включающее пилотирование в разных условиях и другие аспекты боевого применения техники, будет еще более длительным.

По известным данным, военный реактивный ранец JB12 немного легче базового – 105 фунтов против 115. Летно-технические характеристики сохранены на прежнем уровне. Иные подробности не публиковались.

Сферы применения

Реактивный ранец от JetPack Aviation как минимум один раз демонстрировался представителям вооруженных сил США. Также можно предполагать, что аналогичная демонстрация имела место перед подписанием первого контракта на поставку неназванной стране. Очевидно, что в ходе таких мероприятий компания показала основные возможности своей разработки, в т.ч. с имитацией применения в реальной операции.

Читать еще:  Двигатель 4gj2 технические характеристики

Известно, что армия США рассматривает реактивные ранцы в качестве индивидуального воздушного транспорта, способного повысить мобильность бойца на поле боя или в иных условиях, пусть даже и с некоторыми ограничениями. Кроме того, при помощи такой техники можно осуществлять быструю переброску целых подразделений. Летательный аппарат военного назначения должен показывать максимально возможные летные характеристики, а также иметь запас грузоподъемности для транспортировки снаряжения бойца.

Способность реактивных ранцев повышать мобильность бойцов уже неоднократно демонстрировалась в различных испытаниях и показательных мероприятиях. К примеру, не так давно КВМФ Великобритании изучал возможность применения ранца компании Gravity Industries в морских операциях. Тогда испытатель взлетел с моторной лодки, быстро догнал боевой корабль, «десантировался» на палубу и помог основной группе подняться на борт. После недолгого боя с условным противником испытатель совершил перелет обратно.

Впрочем, JB11 и, вероятно, JB12 сохраняет характерные недостатки всего класса техники. На борту ранца присутствует ограниченное количество топлива, что сокращает возможную продолжительность полета, которая также зависит от режимов. Кроме того, изделие имеет крайне низкую боевую устойчивость и живучесть. Какая-либо защита жизненно важных узлов отсутствует, а ее установка попросту невозможна.

Тем не менее, как считается, спецподразделения и иные структуры вооруженных сил могут осваивать реактивные ранцы и получать новые возможности или преимущества. Однако для этого необходима грамотная организация операции, учитывающая плюсы и минусы техники, а также снижающая возможные риски технического и боевого характера.

На лидирующих позициях

Следует отметить, что JetPack Aviation не является первой компанией, которой удалось довести свои реактивные ранцы до демонстрации и испытаний на базе вооруженных сил. При этом она оказывается лидером в другом – ей удалось не просто заинтересовать армию третьей страны, но и получить реальный заказ, что тоже является важным достижением.

По условиям контракта, компания-подрядчик пока не называет покупателя. Однако очевидно, что неизвестная страна Юго-Восточной Азии не будет долго скрываться, и при первой же возможности покажет необычную технику. По результатам испытаний ранцы JB12 могут принять на вооружение и заказать серию. В таком случае эта армия станет первым официальным эксплуатантом реактивных ранцев в истории.

Вряд ли этот шаг даст армии-заказчику какие-либо реальные преимущества в военном отношении. Однако он станет поводом для гордости, что тоже может быть важно. Тем временем, компания-разработчик, довольная своими последними успехами, разрабатывает разные проекты, строит смелые планы на будущее и рассчитывает на получение новых выгодных заказов.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector