Гиперзвуковые ЛА

BlackCatSpb

paralay писал(а):

Такой воздухозаборник мы можем наблюдать на проекте бомбардировщика Сухого, но скорость его ограничена М=1.5 и до реального образца он не дошёл

https://paralay.iboards.ru/viewtopic.ph ... 50#p732050

Похоже, да, но там торчат уши, у меня в проекте воздухозаборник начинается за кокпитом скатом под углом от верхней части фюзеляжа вглубь до диффузионной камеры. Преимущество данной конструкции очевидно - обтекание потоком на высоких скоростях и возможность менять сечение путем ввода надвигаемой заслонки, от зоны диффузионной камеры, вплоть до полного перекрытия воздуховода встык

Ahriman

BlackCatSpb писал(а):

Высокая прочность, небольшой вес и высокая температурная стойкость материалов

И каково функциональное назначение тонкого слоя графена на теплонагруженных деталях?
У графена нет никакой высокой температурной стойкости в атмосфере. Он окислится и сгорит, либо оторвётся от подложки. Это же атомарный слой или несколько слоёв графита по плоскости (001) фактически, он на воздухе окисляться заметно начинает при 400 С. А совсем строго говоря, окисляется при комнатной температуре, только очень медленно.

BlackCatSpb

paralay писал(а):

Такой воздухозаборник мы можем наблюдать на проекте бомбардировщика Сухого, но скорость его ограничена М=1.5 и до реального образца он не дошёл

https://paralay.iboards.ru/viewtopic.ph ... 50#p732050

Озвучь Тактико-Техническое Задание

ТТЗ - самолёт с нагрузкой до 10 тонн в фюзеляжных отсеках, номенклатура от Кинжала до Р-77, самолет дальнего высотного перехвата, преодоления эшелонов ПВО, работа по ближнему космосу, с учётом загрузки в ударном варианте.

BlackCatSpb

Ahriman писал(а):

BlackCatSpb писал(а):

Высокая прочность, небольшой вес и высокая температурная стойкость материалов

И каково функциональное назначение тонкого слоя графена на теплонагруженных деталях?
У графена нет никакой высокой температурной стойкости в атмосфере. Он окислится и сгорит, либо оторвётся от подложки.

Если не ошибаюсь есть несколько способов нанесения - спекание с титаном и оседание на элементе в процессе реакции, используя последовательность обоих можно получить хорошее защитное покрытие

BlackCatSpb

Экзотику с МГД отмел практически сразу - не те скорости

Ahriman

BlackCatSpb писал(а):

Если не ошибаюсь есть несколько способов нанесения - спекание с титаном и оседание на элементе в процессе реакции, используя последовательность обоих можно получить хорошее защитное покрытие

От чего вы собрались титановый сплав защищать? У титана жаростойкость выше, чем у графита (графена).

BlackCatSpb

Ahriman писал(а):

BlackCatSpb писал(а):

Если не ошибаюсь есть несколько способов нанесения - спекание с титаном и оседание на элементе в процессе реакции, используя последовательность обоих можно получить хорошее защитное покрытие

От чего вы собрались титановый сплав защищать? У титана жаростойкость выше, чем у графита (графена).

Да, возможно я ошибся в указании покрытия. Решения есть:

Указанные эффекты увеличивают усилия деформации, которые
затрачиваются на разрушение НККМ, позволяют избежать разрушения
образцов и способствуют повышению значения их прочности.
С учетом установленных закономерностей получены образцы
квазипластичных керамических КМ с прочностью при изгибе
σизг
20°
=180–300 МПа, плотностью 1,8–2,0 г/см3 с максимальной
температуроустойчивостью до 1500°С.

BlackCatSpb

Титан в чистом виде отметается сразу, не те температуры

paralay

Литература по теме: Прогнозирование развития авиационной техники
стр: 244, 298

https://disk.yandex.ru/i/dFBy7HdQ-uMWwg

BlackCatSpb

paralay писал(а):

Литература по теме: Прогнозирование развития авиационной техники
стр: 244, 298

https://disk.yandex.ru/i/dFBy7HdQ-uMWwg

246-250 стр, благодарю, будет полезно

paralay

BlackCatSpb писал(а):

ТТЗ - самолёт с нагрузкой до 10 тонн в фюзеляжных отсеках, номенклатура от Кинжала до Р-77, самолет дальнего высотного перехвата, преодоления эшелонов ПВО, работа по ближнему космосу, с учётом загрузки в ударном варианте.

10 тонн внутри это один отсек Ту-160

Таким образом определяющая размеры отсеков номенклатура это "Кинжал" (4 тонны) и "Ишим" (6 тонн). Первых две, вторая пока одна

Как будем называть аппарат, BlackCat?

Ahriman

BlackCatSpb писал(а):

Да, возможно я ошибся в указании покрытия. Решения есть:

Конечно есть. Одна высокоразвитая цивилизация их однажды даже отработала на одном гиперзвуковом летательном аппарате.

BlackCatSpb

Самая большая проблема у меня в проекте - прожорливость ГСУ, отчасти решается решимостью. Взлет - ТРД, выход на активацию ПВРД - ТРД+два из четырёх ПВРД (тяга избыточна), активация ПВРД - четыре ПВРД, ТРД в режиме поддержания работоспособности. И то, 16 кгс, с учётом 38 тонн и использования всех режимов это ~ 3600 км в один конец.
Есть вариант, конечно, после перехвата торможение и ход только на ТРД, но это сомнительно.

BlackCatSpb

Ahriman писал(а):

BlackCatSpb писал(а):

Да, возможно я ошибся в указании покрытия. Решения есть:

Конечно есть. Одна высокоразвитая цивилизация их однажды даже отработала на одном гиперзвуковом летательном аппарате.

То, что хорошо для Бурана не пойдет для многоразового перехватчика по множеству причин. По массогабаритам отсека или отсеков - развитой планер, разнесённые СУ
10 тонн - изначально указанная задача проекта,

Полетит - будет Авророй.
Так сказать из фантазий в нашу реальность

Ahriman

BlackCatSpb писал(а):

То, что хорошо для Бурана не пойдет для многоразового перехватчика по множеству причин.

Углерод-углерод замечательно пропишется для указанных температур на носках и передних кромках, кроме носового обтекателя.

Но вот указанные вами циферки температур вызывают некоторые сомнения. Больно дофига.

Тыц стр.125

ЦАРь

BlackCatSpb писал(а):

ЦАРь писал(а):

BlackCatSpb
Впечатляет. А что со взлётными характеристиками? Не окажется ли взлётная скорость выше, чем у SR-71?

По прикидкам 300-320 км/ч

Как-то слишком оптимистично.

According to the SR-71 Flight manual, the speed at which nose of the aircraft was rotated up or Nose up speed is about 180 KIAS or 180 knots Indicated Airspeed (330 km/h), and Lift off speed is about 210–230 KIAS or 388 km/h to 425 km/h.
Последняя цифра - это с полной заправкой, я так догадываюсь, когда нагрузка на крыло получается 550 кг/м². А ведь у Дрозда стреловидность крыла всё-таки меньше.

Да и не зря на том же МиГе-321 рисовали горизонтальное оперение (убираемое) и консоли изменяемой стреловидности.

В вашем случае можно подумать о системе сдува погранслоя. Отбор воздуха от двигателя уже есть, плюс компоновка удачная.

ЦАРь

Кстати, загадка: зачем слону хвост?

BlackCatSpb

ЦАРь писал(а):

BlackCatSpb писал(а):

ЦАРь писал(а):

BlackCatSpb
Впечатляет. А что со взлётными характеристиками? Не окажется ли взлётная скорость выше, чем у SR-71?

По прикидкам 300-320 км/ч

Как-то слишком оптимистично.

According to the SR-71 Flight manual, the speed at which nose of the aircraft was rotated up or Nose up speed is about 180 KIAS or 180 knots Indicated Airspeed (330 km/h), and Lift off speed is about 210–230 KIAS or 388 km/h to 425 km/h.
Последняя цифра - это с полной заправкой, я так догадываюсь, когда нагрузка на крыло получается 550 кг/м². А ведь у Дрозда стреловидность крыла всё-таки меньше.

Да и не зря на том же МиГе-321 рисовали горизонтальное оперение (убираемое) и консоли изменяемой стреловидности.

В вашем случае можно подумать о системе сдува погранслоя. Отбор воздуха от двигателя уже есть, плюс компоновка удачная.

525 кг/м² по проекту
Хвост - скорее стабилизатор, с фронтальной проекции ЛА Х образная форма

BlackCatSpb

Ahriman писал(а):

BlackCatSpb писал(а):

То, что хорошо для Бурана не пойдет для многоразового перехватчика по множеству причин.

Углерод-углерод замечательно пропишется для указанных температур на носках и передних кромках, кроме носового обтекателя.

Но вот указанные вами циферки температур вызывают некоторые сомнения. Больно дофига.

Тыц стр.125

Там задача иметь стрессоустойчивый материал с пределом до 1500 градусов и хорошей агдезией с титаном. Титан выбран как лёгкий но прочный материал, так как конструкция должна иметь высокую поверхностную прочность

BlackCatSpb

Геометрия и параметры гибридной силовой установки (ГСУ)
1. Геометрия гибридной установки
1.1. Турбореактивный двигатель (ТРД)
• Основа: модернизированный АЛ-31Ф.
• Основные параметры:
o Длина: 5.0 м
o Диаметр: 1.1 м
o Площадь входного сечения: 0.95 м²
o Выходное сечение сопла: 0.65 м²
o КВД:
▪ Расход воздуха: 65–70 кг/с.
▪ Подвод воздуха к одному из ГПВРД: 30 кг/с (на совместном режиме).
o Форсажная камера:
▪ Длина: 1.5 м
▪ Максимальная температура: 2,200 K.
1.2. Гиперзвуковой прямоточный воздушно-реактивный двигатель (ГПВРД)
• Общее количество: 2 двигателя.
• Основные размеры:
o Длина: 2.0 м
o Ширина: 0.565 м
o Высота: 0.37 м
• Воздухозаборник:
o Входное сечение: 0.26 м² (150 × 170 мм).
o Диффузор:
▪ Длина: 0.55 м
▪ Площадь горловины: 0.0286 м².
o Сжатие потока: 6:1.
• Камера сгорания:
o Длина: 1.2 м
o Горловое сечение: 0.0286 м²
o Выходное сечение: 0.0414 м² (увеличение на 45%).
o Топливные пилоны:
▪ Количество: 4.
▪ Возможность продольного перемещения: ±200 мм для регулирования фронта горения.
▪
Завихрения за пилонами для улучшения смешивания топлива и воздуха.
o
Максимальная температура: 2,200 K.
•
Смешение воздуха:
o
Дополнительный холодный воздух: 3–5 кг/с, подвод через каналы в стенках.
o
Увеличение длины зоны смешения до 0.6 м.
•
Сопло:
o
Длина: 0.25 м
o
Угол расширения: 15°
o
Скорость истечения: до 2,137 м/с.
2. Принципы работы ГСУ
2.1. Турбореактивный двигатель (ТРД)
•
Режимы работы:
1.
Разгонный режим (до Mach 2.5):
▪
Тяга: до 12,000 кгс на форсаже.
▪
Полная подача воздуха на сгорание в ТРД.
2.
Совместный режим:
▪
Питание одного ГПВРД через воздуховод от КВД: 30 кг/с.
▪
Тяга ТРД при этом уменьшается до 10,000 кгс.
3.
После активации ГПВРД:
▪
Полный объём воздуха от КВД используется только для работы ТРД.
2.2. Гиперзвуковой прямоточный воздушно-реактивный двигатель (ГПВРД)
•
Совместный режим:
o
Один ГПВРД питается воздухом от КВД
o
Тяга ГПВРД: 6,050 кгс.
o
Другой ГПВРД остаётся отключённым.
•
Автономный режим:
o
Оба ГПВРД переходят на питание от набегающего потока
o
Тяга одного ГПВРД: 10,000 кгс.
2.3. Тепловые аспекты
•
Диффузионная камера:
o
Сжатие потока от КВД до оптимального давления для камеры сгорания ГПВРД.
o
Активное охлаждение стенок топливом JP-10.
o
Контроль температуры: до 500 K (на входе в камеру сгорания).
•
Камера сгорания:
o Топливо JP-10 подаётся с температурой 580 K (близкой к точке кипения).
o Эффективный фронт горения обеспечивается за счёт завихрений от пилонов.
o Дополнительное подмешивание холодного воздуха за зоной горения снижает температуру
смеси до 1,836 K.
2.4. Смешение потоков
• Холодный подаётся через стенки тракта за зоной горения, создавая:
o Воздушную прослойку для защиты стенок камеры от перегрева.
o Снижение температуры продуктов сгорания перед выходом в сопло

BlackCatSpb

Хотя, тут закралась ошибка)

paralay

Отсек нагрузки, объём 35 м3, две ракеты "Кинжал" или одна "Ишим".
По статистике таким отсеком может располагать истребитель массой под сто тонн

Сброс АСП из отсека на сверхзвуковой скорости представляет проблему, а тут гиперзвук, да ещё достаточно глубокий отсек :!:

Логичным решением можно считать подвес таких крупных ракет под фюзеляжем, аналогично может быть подвешен ПТБ или контейнер для авиационных средств поражения. Это избавит нас от статистических ограничений на размер носителя и проблем со сбросом на гиперзвуковых скоростях

Спойлер: Показать

BlackCatSpb

Посмотрите прикидочную геометрию по фюзеляжу в описании выше) Ну и сейчас продублирую, хотя вариант промежуточный.

По сбросу на гиперзвуке да, проблема, тут только торможение до 2-2,5м и использование вооружения, и, скорее всего это единственный вариант, так как подвес даст огромное сопротивление, не говоря уже о условиях схода с пилона боеприпаса и термического нагрева БЧ с ГСН

paralay

Можно утопить внешние подвески в фюзеляж, их всего три - четыре варианта со схожей геометрией.
Надо помоделировать. Эскиз общего вида есть?

ЦАРь

Сброс АСП из отсека на сверхзвуковой скорости представляет проблему, а тут гиперзвук, да ещё достаточно глубокий отсек :!:

Да на трапецию - и дело с концом.

К этому ещё можно створки по типу тех, что сбоку у J-20 с прорезью сделать.

BlackCatSpb

paralay писал(а):

Можно утопить внешние подвески в фюзеляж, их всего три - четыре варианта со схожей геометрией.
Надо помоделировать. Эскиз общего вида есть?

Нет, есть общее понимание геометрии, до эскиза дело не дошло. Не думаю что есть смысл в реализации с подвесами, потому что сейчас у меня получается так:

BlackCatSpb

По ПВРД детально:

BlackCatSpb

Топливо, аналог JP-10, Т-10 или децилин. От криогенного был осмысленный отказ, с учетом идей проекта

BlackCatSpb

Контуры охлаждения - по 2-2,5 кгс ли на охлажение диффузионной камеры от ТРД до ПВРД, или на диффузионную камеру к ТРД на скоростях перехода от питания от КВД на поток, охлаждение стенок ПВРД 2-3 кгс топлива.

Все что проходит через контуры охлаждения сгорает или в ТРД или ПВРД, топливо подогревается практически до точки кипения, при поступлении в КС и смешении с воздухом - переход в газообразное состояние для повышения КПД

Ahriman

BlackCatSpb писал(а):

Там задача иметь стрессоустойчивый материал с пределом до 1500 градусов и хорошей агдезией с титаном. Титан выбран как лёгкий но прочный материал, так как конструкция должна иметь высокую поверхностную прочность

Неправильная задача. Правильная задача - жаропрочный, жаростойкий материал с низким коэффициентом теплопроводности для предохранения элементов силового набора от нагрева в условиях продолжительного полёта.

И опять же, сомнительные у вас цифры нагрева. Как считали?

Гиперзвуковые ЛА

Кто сейчас на конференции