Время работы маршевого двигателя

Маршевый двигатель

Ма́ршевый дви́гатель — основной двигатель летательного аппарата, предназначенный для приведения аппарата в движение, работающий до достижения аппаратом его цели, или до конца активного участка полёта аппарата, или ступени многоступенчатой ракеты. Название служит для отличия от двигателей стартовых или разгонных ускорителей, рулевых, ориентационных, и прочих вспомогательных двигателей летательного аппарата.

Делятся по виду топлива на:

Задание на разработку экспериментального беспилотного перехватчика класса «земля—воздух» было получено отдельным конструкторским бюро № 155 в июне 1958 г. [3] Согласно тактико-техническому заданию, беспилотный перехватчик РМ-500 предназначался для поражения высотных скоростных целей (самолёты, крылатые ракеты) на встречных и встречно-пересекающихся курсах. Задавались следующие характеристики:

• Дальность перехвата — 800—1000 км,
• Высоты перехвата — 25-30 км,
• Маршевая скорость — 4700 км/ч (М=4,3).

Над созданием перехватчика с указанными характеристиками совместно с ОКБ-155 работал ряд смежных организаций («смежников»), а также конкурирующие опытно-конструкторские учреждения: ОКБ-52 В. Н. Челомея — ЗУРДД РЧ-500 и ОКБ-301 С. А. Лавочкина — ЗУР «Даль». Эскизное проектирование РМ-500 проводилось в период с 1958 по 1960 гг. Учитывая большой опыт в сфере самолётостроения, накопленный ОКБ-155 за продолжительный период его существования, аэродинамическая схема перехватчика РМ-500 была выбрана самолётная (как базу для своей крылатой ракеты А. И. Микоян использовал модифицированный реактивный истребитель МиГ-15, — в те годы один из лучших советских самолётов такого класса) [4] : моноплан нормальной схемы с верхнерасположенным крылом. Крыло перехватчика — тонкое треугольной формы в плане со срезанными концами без элеронов. Стабилизатор цельноповоротный с дифференциальным (для управления по каналу крена) и одновременным (для управления по каналу тангажа) отклонением. Киль также цельноповоротный малого удлинения. При дальнейшей модификации РМ-500 планировалось применить газодинамическое управление для эффективного перехвата целей, летящих на высотах, превышающих 35 км. Фюзеляж в средней части имел цилиндрическую форму. Силовая установка наружного типа состояла из двух стартовых пороховых ракетных двигателей (в любом варианте базирования), предназначенных для пуска и разгона перехватчика до маршевой скорости (М=2,0) и высоты полёта — 4 км, необходимой для запуска основного маршевого двигателя. СПРД были расположены по бокам фюзеляжа вблизи центра масс. Дальнейший доразгон с набором высоты и основной этап полёта должны были производиться на сверхзвуковом прямоточном воздушно-реактивном двигателе (СПВРД), подвешенном на небольшом пилоне под фюзеляжем в хвостовой части планера. Разработка такого двигателя, получившего наименование РД-085, была поручена ОКБ-670 М. М. Бондарюка. Его предэскизный проект выпустили в ноябре 1960 г. В центральном теле СПВРД (диффузорная часть) размещались система подачи топлива (турбонасосный агрегат, регулятор) и форсажный ПРД (ФПД), включаемый на короткое время в конце атаки при необходимости подъёма перехватчика на крутом кабрировании до высоты порядка 35 км. Прорабатывались и другие варианты маршевой двигательной установки: ЖРД, ПРД или комбинированный (керосин в сочетании с порохом), так как СПВРД хотя и наилучшим образом обеспечивал необходимые параметры полёта, но без специальных мер не позволял заходить на большие углы атаки и скольжения (был высок риск срыва горения в камере сгорания). Запуск перехватчика мог производиться из вертикального положения или наклонно, как со стационарных пусковых установок с автоматическими системами заряжания, так и с самоходных пусковых установок, имеющих по одному перехватчику каждая [2] . Главной проблематикой разрабатываемого перехватчика была его система управления, так как у конструкторского бюро имелся значительный опыт в создании пилотируемых летательных аппаратов, теперь же им предстояло создать беспилотный. По свидетельству С. Н. Хрущёва, — в тот период, представителю конкурирующей структуры, — эту задачу ОКБ-155 предстояло решать практически с нуля. На руку им сыграло то обстоятельство, что их основной конкурент — В. Н. Челомей — принципиально отказывался от рассмотрения любых иных вариантов компоновки силовой установки, кроме твердотопливных стартового и маршевого двигателей, в то время как А. И. Микоян рассматривал все возможные варианты компоновки, что, в значительной степени, предопределило успех его проекта. Попутно решались вопросы давней конфронтации между конструкторами:

Для развития нового направления конструкторскому бюро Микояна требовались новые площади, новые люди. Заниматься ракетами в ущерб истребителям никому и в голову не могло прийти. Вот тут очень кстати пришлось бывшее поликарповское КБ, новый руководитель которого так неразумно цеплялся за неперспективную тематику. Микоян предложил объединить усилия двух организаций под своим, естественно, руководством. А заодно и прихлопнуть конкурента. Об этом, конечно, вслух не говорилось. А тут и оказия подоспела. Сергей Хрущёв в своих мемуарах [4]

Другим удачным обстоятельством для сотрудников конструкторского бюро Микояна стало то, что руководство Государственного комитета по оборонной технике фактически заняло их сторону и путём применения средств аппаратного нажима (бюрократических процедур), добилось прекращения работ по созданию маршевого двигателя для перехватчика, проектируемого их конкурентами [5] .

9 этапов развития экранопланов

Практическая разработка технологий на основе физического «принципа экрана» привела к созданию гибридов самолета и корабля – уникальных аппаратов («экранопланов» или «экранолетов»), способных двигаться как по воде, так и в воздухе. Нововведение имело закономерный результат – началось применение новых машин для военных и гражданских нужд. Рассмотрим основные вехи истории становления замечательной технологии, сделавшей реальностью летающие крейсеры.

Эффект экрана

В 1920-х годах был открыт физический эффект экрана – явление, которому суждено было изменить представления человечества о движении. Эффект экрана заключается в нарастании подъемной силы летательного аппарата посредством экранирующей способности ровных поверхностей – воды, земли, льда. Набегающий поток воздуха создает подушку за счет повышенного давления под несущей плоскостью, аэродинамическая хорда которой должна быть меньше высоты движения. Проще говоря, экран представляет собой воздушную подушку без гибких ограждений и нагнетателей. Это важное открытие сделало возможным создание аппаратов, скользящих над поверхностью с «самолетными» скоростями при заметной экономии топлива по сравнению с самолетами.

Советский Союз стал родиной первого теоретического обобщения по этой тематике: в 1923 году увидела свет революционная работа Б.Н. Юрьева «Влияние земли на аэродинамические свойства крыла». С практическим же применением экранного эффекта работали уже в 30-е годы – в Финляндии, где пытались создать буксируемые аэросани, и в СССР. Все эти опыты выявили отсутствие нужной технической базы (не существовало достаточно прочных и легких конструкционных материалов), и работы были остановлены.

Положение изменилось лишь в 50-е годы, когда за дело взялся пионер теоретического исследования и практического применения кораблей на подводных крыльях Ростислав Евгеньевич Алексеев. В 1960 году его КБ по СПК (конструкторское бюро по судам на подводных крыльях) начало работы по исследованию эффекта экрана, приведшие к созданию первого в мире экраноплана.

60-е – годы великих свершений

1961 год стал годом первого полета экраноплана. Экспериментальная машина СМ-1 превратилась в самоходную лабораторию по отработке техники пилотажа, сбору эксплуатационной статистики и исследованию конструкционных материалов. Полеты проводились на испытательной станции №1 на Каспии, а для сборочных работ были выделены мощности завода «Красное Сормово» в Горьком (ныне – Нижний Новгород). Испытания серии СМ привели к положительным результатам, и в 1964-65 годах на «Красном Сормове» под руководством генерального конструктора Алексеева и ведущего конструктора Ефимова был построен экраноплан КМ («корабль-макет»). Интересно, что кодовое обозначение этого экраноплана в отчетах НАТО – «Каспийский Монстр» – в точности совпало с официальной советской аббревиатурой.

Корабль и в самом деле был монстром. Его длина достигала почти 100 метров, размах крыла – более 37 метров, взлетная масса – 544 тонны. До выпуска самолета-гиганта Ан-225 «Мрия» КМ оставался самым крупным летательным аппаратом тяжелее воздуха.

Технические характеристики аппарата КМ

Первый полет корабля состоялся в 1966 году. КМ проходил испытания и длительное всестороннее изучение до 1980 года, пока не разбился вследствие ошибки пилота. «Потомков» КМ планировалось использовать в военных целях. Высокая скорость (более 400 кмч), гарантированное прохождение «ниже радара», возможность лететь над водой и сушей, а также грузоподъемность, позволявшая нести несколько ракетных ПУ, делали эти экранопланы грозным оружием – по крайней мере, в перспективе. Однако проект столкнулся с серьезным противодействием на уровне ведомств, а точнее, с конфликтом между генеральным конструктором Ростиславом Алексеевым и министром судостроительной промышленности Борисом Бутомой. Помимо межличностных отношений, в дело вплеталась конкуренция между флотом, для которого проектировались экранопланы, и ВВС, включая авиационную промышленность.

О сути этих разногласий догадаться легко – экраноплан базировался на море и должен был действовать в составе флота. При этом он являлся летающим аппаратом, и его производство требовало авиационных технологий, ресурсов и мощностей, на которые вполне закономерно претендовали профильные авиационные ведомства. Помимо бюрократической волокиты, проект экраноплана столкнулся с серьезными возражениями практического характера. Основная проблема состояла в том, что высокая скорость аппарата была колоссальной только в сравнении с водными боевыми средствами – любой дозвуковой самолет и любая ракета без проблем догоняли экраноплан. Отсутствие бронирования, серьезных средств ПВО и относительно низкая маневренность превращали его в невероятно дорогую мишень. Тем не менее, экономичность хода, хорошая грузоподъемность и скорость оказались весомой «гирей» на весах в пользу проекта. «Потомки» «Каспийского Монстра» получили путевку в жизнь, а несколько позже аналогичные работы начались и на Западе.

Скромные результаты наследников Мессершмитта

Еще в 1961 году в США начались работы над аналогами советского экраноплана. Был разработал ряд проектов, которые так и не вышли на практическую стадию. Разработка этих аппаратов велась и в ФРГ – конструктор и специалист по аэродинамике Александр Липпиш (автор проекта «Мессершмитт-334») разработал ряд экранопланов и, в отличие от американских коллег, сумел создать действующий прототип Х-114 на фирме «Райн Флюгцойгбау».

Аппарат Х-114 был рассчитан на размещение 460 кг полезного груза или пяти пассажиров. Машина отличалась классической самолётной компоновкой – треугольное крыло с вершиной, обращенной к хвостовому оперению. Х-114 стартовал с воды, а значительный угол поперечной несущей поверхности создавал динамическую воздушную подушку во время стартового разбега. Размах крыла экраноплана составлял всего 9 метров – при столь малой грузоподъемности больше не требовалось. Движение аппарата обеспечивал поршневой мотор с винтовым движителем, размещавшийся в кольцевом гнезде. Скорость машины достигала 200 км/ч, автономность при полной загрузке топливом должна была составлять 1000 км, а взлетная масса – 1,35 тонны. Первый полет экраноплана Х-114 состоялся в 1976 году – испытания на Балтике выявили крейсерскую скорость в 150 кмч. Всего было изготовлено три таких аппарата, переданных в ведение пограничной службы ФРГ. Западные коллеги отстали от Ростислава Алексеева не только хронологически (на 10 лет), но и качественно – советские машины были в 10 раз больше, а значит, имели куда большую боевую ценность.

Тяжелая судьба «Орлёнка»

Развивая идею кораблей КМ, КБ Алексеева разработало и построило десантный экраноплан серии «С», получивший название «Орлёнок». Машина была несколько меньше «Каспийского Монстра», а её корпус выполнялся из аллюминий-магниевого сплава. «Орлёнок» должен был перемещать десант на расстояние до 1500 км со скоростью до 500 кмч и мог принять 200 морских пехотинцев со всем снаряжением, а также 2 единицы БМП или БТР либо один танк. Для самообороны машина несла спаренную установку пулемета НСВТ «Утес» (калибра 12,7 мм) или КПВ (калибра 14,5 мм).

Испытания «Орлёнка» проходили не вполне гладко. Типичная «болезнь» любого экраноплана – опасность встречи с волной на скорости – сыграла и в этот раз. Первый прототип на полной скорости налетел на волну, которая оторвала кормовое оперение и киль с маршевым двигателем. Несмотря на тяжелые повреждения, машина выдержала и смогла дотянуть до базы за счет увеличенной тяги носовых взлетно-посадочных моторов. Ситуация, идентичная реальному боевому повреждению, подтвердила живучесть и надежность экранопланов.

Всего было изготовлено 5 аппаратов – все они, за исключением разбитого прототипа, были переданы 11-й отдельной авиагруппе. Всего планировалось построить 120 «Орлят», однако в 1984 году умер Д.Ф. Устинов – министр обороны СССР и покровитель проекта. После смерти Устинова производство заморозили, передав сэкономленные средства на нужды флота.

Максимальная скорость,

Крейсерская скорость,

Ракетный экраноплан – гроза вражеских флотов

Прямым следствием развития экраноплана КМ стал проект 903 «Лунь». Создание десантного экраноплана не раскрывало всех возможностей корабля данного типа, поэтому военные заказчики желали получить ударную модификацию машины, способную нести ракетные ПУ. КБ Алексеева начало работы еще в 70-е годы, и к 1983 году на воду сошел первый прототип ракетного экраноплана.

В отличие от «Орлёнка», аппарат «Лунь» куда больше походил на своего предшественника. Его длина составляла 73 метра, восемь реактивных маршевых двигателей размещались на пилонах в носовой части, машина имела мощное хвостовое оперение с рулями. На «спине» аппарата в аэродинамических наплывах поместились шесть пусковых установок «Москит», и по сей день считающихся самыми эффективными противокорабельными ракетами. Скорость в 500 кмч позволяла «Луню» атаковать любые корабли противника, и даже авианосные соединения, почти гарантированно уходя из-под ответного удара.

В 1986 году революционная машина начала прохождение испытаний, а в 1990 году ее передали для опытной эксплуатации в 236-й дивизион Каспийской флотилии. К 1991 году флотские испытания триумфально завершились – аппарат показал себя с наилучшей стороны. Но горбачевская перестройка, поставившая крест на другом проекте – Советском Союзе – похоронила массу замечательных разработок, среди которых оказалась и «Лунь».

Береговой ракетный комплекс «Редут» (4К44)

БРК Редут (ГРАУ 4К44, по классификации США — SSC-1B, по классификации НАТО — «Sepal») – советский береговой оперативно-тактический противокорабельный ракетный комплекс, предназначенный для уничтожения всех типов надводных кораблей противника. Для того, чтобы отправить на дно практически любое судно противника — от эсминца до авианосца, БРК Редут достаточно одной ракеты.

Разработка БРК Редут началась в 1960 году в ОКБ-52 под руководством В.М.Челомея. За основу для комплекса была взята противокорабельная ракета П-35, разработчиком системы управления комплекса был НИИ-10 (ВНИИ «Альтаир»), а разработчиком маршевого твердотопливного реактивного двигателя для ракеты стал ОКБ-300.

В качестве мобильной платформы для установки БРК Редут первоначально был предложен мощное четырехосное шасси ЗиЛ-135К, однако уже спустя год, после передачи серийного производства ГРАУ 4К44 в Брянск (1963 г.), шасси было заменено на более совершенное и легкое БАЗ-135МБ.

Запечатлен момент выхода из транспортного контейнера СПУ-35 противокорабельной ракеты

Отличия между типами шасси БРК Редут

Вес пусковой установки СПУ-35Б:

• На шасси ЗиЛ-135К – 21 т
• На шасси БАЗ-135МБ – 18 т

Габариты пусковой установки СПУ-35Б:

• На шасси ЗиЛ-135К длина в транспортном положении – 13,5 м, ширина – 2,86 м, высота – 3,53 м.
• На шасси БАЗ-135МБ длина в транспортном положении – 11,5 м, ширина – 2,8 м, высота – 3 м.

Силовая установка и максимальная скорость

• На шасси ЗиЛ-135К – 40 км/час (2х карбюраторных ЗИЛ-375Я, совокупной мощностью 360 л.с.)
• На шасси БАЗ-135МБ – 65 км/час (1х дизельный двигатель ЯМЗ-238Н, 300 л.с.)

Колесное шасси (8х8) БАЗ-135МБ имело независимую торсионную подвеску передних и задних колес, в трансмиссию была включена раздаточная коробка с межбортовым блокируемым коническим дифференциалом.

Состав берегового противокорабельного ракетного комплекса Редут 4К44

• Самоходная пусковая установка СПУ-35Б для ракет П-35Б (3М44).
• Машины с системой управления «Скала»
• Самоходная РЛС (кроме того комплекс может принимать сигналы целеуказания с самолетов Ту-95Д, Ту-16Д и вертолетов Ка-25Ц).

3 СПУ-35Б составляют батарею, 5-6 батарей составляют батальон, а 3 батальона представляют собой полноценную бригаду. Впрочем, даже одна батарея БРК Редут способна надежно прикрыть несколько сотен километров побережья, поэтому в ответственность бригады может входить одна из границ страны целиком.

Пусковая установка СПУ-35 противокорабельного ракетного комплекса Редут 4К44

Боевое применение берегового противокорабельного ракетного комплекса Редут 4К44

Развертывание комплекса Редут 4К44 из походного в боевое положение занимает около 90 минут. Все установки СПУ-35Б приводятся в боевое положение, при котором контейнер с ракетой поднимается на угол 20°.

РЛС бригады обнаруживает цель и передает её координаты на систему управления батальона, где происходит её опознание. После этого система управления выбирает пусковую установку и производится пуск ракеты.

Ракета из контейнера выходит при помощи маршевого двигателя и двух стартовых ускорителей. При выходе из контейнера раскрываются крылья, после чего ракета набирает высоту и скорость полета. Время работы стартовых ускорителей составляет 2 секунду, после чего они отстреливаются, и ракета далее продолжает полет на маршевом двигателе.

При достижении района расположения цели, у ракеты включается активный радиолокационный визир, который передает оператору радиолокационную картинку расположения целей. Оператор назначает цель и головка самонаведения ракеты направляет её в ней. Боевая часть срабатывает при попадании ракеты в цель.

Компиляция на основе сведений находящихся в открытом доступе сети интернет

Сравнение сверхтяжелых ракет Энергия и Енисей

Прежде чем сравнить две сверхтяжелые ракеты Энергия и Енисей читателю пришлось прочесть много подготовительной информации. Об этом я прошу прошения, но к сожалению, без этого никак! Подойдя к сути проблемы сразу оговорюсь, что мнение в этом сравнении субъективное, хоть и обоснованное. Автор статьи очень скептически смотрит на проект сверхтяжелой ракеты Енисей и рациональность ее применения по выводу больших весов на орбиту Земли и вот почему:

• Енисей — это не прогресс, а попытка повторить сделанное через 41 год
  Проектная документация не имеет новых идей: используются старые двигатели на разных блоках, применяется компоновка пробованная на Ангаре и многое другое.
• Нет проектов под использование сверхтяжелой ракеты!
  На ближайшие 30 лет у Роскосмоса нет планов по использованию сверхтяжелой ракеты. Просто нет достойных проектов в стране. Стресс для экономики государства при создании сверхтяжелого ракетоносителя непосилен для России.
• Высокая стоимость двигателей РД 170
  14 млн. долларов в 2020 году еще подъемная цена для многих космических проектов. Но с тенденцией уменьшения стоимости двигателей и попытками сделать многоразовые ракетоносители перспектива одноразового дорого РД 170 смотрится с каждым годом менее перспективно. Для решения большинства задач проще использовать несколько пусков более дешевых и менее подъемных ракет, но вывести на орбиту большегруза за счет количества стартов.
• Ракета одного запуска
  Мировая тенденция — это многоразовость использования дорогих космических компонентов. Ракета Енисей уже на стадии разработки не предусматривает многоразовое применение.

На мой взгляд проект ракеты Енисей — это шаг назад. Кривая попытка повторить проект Энергия и создать ракету схожую или более слабую по характеристикам спустя 41 год (2028 — планируемый запуск Енисея, 1987 — первый запуск Энергии) — это очень спорное и немного странное решение руководства Роскосмоса. Вместо того, чтобы сделать универсальную платформу первой ступени с возможностью установки различного количества двигателей РД-170 и его модификаций. Вместо того, чтобы создать многоразовую первую ступень и начать экономить около 40% бюджета на двигателях РД-170. Вместо того, чтобы используя современные материалы снизить себестоимость и облегчить ракетоноситель, руководство Роскосмоса принимает решение повторить ракету Энергия. Но самое ужасное в том, что проект Енисей создается без планов на будущее! Для чего России сверхтяжелая ракета:

• есть планы по выводу больших грузов на орбиту Земли?
• строительство базы на Луне?
• сборка новой космической станции?
• постройка космического аэродрома?

Всего выше перечисленного нет в планах России на будущее, так зачем вести разработку ракеты, которая не пригодится? Может стоит поработать над другими проектами …

Самолет или корабль?

Если судить по конструкции и условиям эксплуатации, то экраноплан почти не отличается от гидросамолета. Различие — в его способности к устойчивому приэкранному режиму крейсерского полета на высотах до пяти метров. Также экраноплан имеет возможность самостоятельной стабилизации по высоте, крену и тангажу, что обеспечивает безопасность полета на малых высотах над волнами. Экраноплан летает, следовательно, он является летательным аппаратом.

Но у морских ученых есть свое мнение на этот счет: экраноплан является последней ступенью развития идеи о подъеме корпуса скоростного судна из воды (глиссер, судно на подводных крыльях, судно на воздушной подушке, экраноплан). Экранопланы более грузоподъемны и экономичны в отличие от обычных летательных аппаратов. ИМО (Международная морская комиссия) и ИКАО (Международная организация гражданской авиации) пришли к соглашению, что экранопланы считаются кораблями, которые могут летать, а не самолетами, которые могут плавать.

Так как экранопланы могут летать на высотах, где действуют авиационные правила, то ИМО и ИКАО разделили сферы полномочий и разделили экранопланы на три типа:

— Тип А — судно, которое эксплуатируется только в зоне действия экранного эффекта. Такие суда подчиняются морским требованиям во всех режимах эксплуатации.

— Тип В — судно, которое может кратковременно покидать пределы действия экранного эффекта. При этом расстояние от поверхности не должно превышать 150 метров. Такие суда тоже подчиняются морским требованиям.

— Тип С — судно, сертифицированное для полетов вне зоны действия экранного эффекта при высоте более 150 метров. Такие суда подчиняются морским требованиям во всех режимах эксплуатации, кроме полетов выше 150 метров, где их безопасность обеспечивается только авиационными требованиями, с учетом особенностей экранопланов.

Реальные факты в подтверждение

• Когда в 50-е годы в СССР решили скопировать английский Rolls-Royce, то никак не могли понять, как работает коробка передач: почему-то зубцы шестеренок не попадали друг в друга. Вроде бы как диаметр соответствовал, а сцепления, когда собирался механизм, не происходило. Пришлось буквально через разведку (да-да!) покупать сведения о том, что на заводе эти самые шестеренки предварительно замораживают, то есть понижают температуру металла, и таким образом зубчики цепляют друг друга, а потом, естественно, металл в процессе дилатации намертво плотно садился — и всё работало.

• Винтовка Лобаева — самая дальнобойная винтовка в мире. Стреляет на р 4200 метров. А почему? Потому что есть секрет нарезки ствола и секрет сплавов, который господин Лобаев знает, а американцы, которые в свое время его выучили, не знают.

Технологическая тайна действительно может десятилетиями оставаться тайной. Вроде бы всё скопировали, а — не работает машинка. Так же и с РД-180. Поэтому у американцев до сих пор нет собственного нового нормального ракетного двигателя, способного поднять груз на орбиту.

Последний прототип двигателя, который построили американцы в рамках корпорации ULA по чертежам РД-180, прямо на стенде взорвался.

Нам же остается надеяться, что и далее мы сумеем сохранить высокую планку эпохи Королева, создавая новые разработки, и останемся по-прежнему на коне, а наши «конкуренты» — под конем.

PS: Не просто же так США подписали новое соглашение на шесть двигателей РД-180.

Добавьте «Правду.Ру» в свои источники в Яндекс.Новости или News.Google, либо Яндекс.Дзен

Быстрые новости в Telegram-канале Правды.Ру. Не забудьте подписаться, чтоб быть в курсе событий.