УДК 662.225
Безэжекторное присоединение массы газа для увеличения импульса пульсирующих реактивных двигателей и возможности его реализации
Ю. В. Полежаев1, В. И. Богданов2, В. Д. Гешеле1, 2015
1 Объединённый институт высоких температур РАН, г. Москва
2 ОАО «НПО «Сатурн», г. Рыбинск
Экспериментально показана возможность увеличения импульса пульсирующего реактивного двигателя за счёт безэжекторного присоединения массы газа как из внешней среды, так и отработанной. Присоединение массы может быть реализовано при пульсирующем и непрерывном детонационном сгорании топлива. Показаны возможные способы реализации этого эффекта в реактивных двигателях, определены области их применения.
Пульсирующий реактивный двигатель, эжектор, присоединенная масса газа, резонатор, усилитель тяги, вакуум
Ejectorless gas mass supplementation as a means of pulse jet engines impulse increase and opportunities of its implementation
Y. V. Polezhaev1, V. I. Bogdanov2, V. D. Geshele1, 2015
1 Joint Institute for High Temperatures, Russian Academy of Sciences, Moscow
2 OAO «NPO «Saturn», Rybinsk
The paper experimentally proves the ability of pulse jet engine impulse increase by means of ejectorless supplementation of gas masses from both the outer medium and exhausted one. Mass supplementation can be implemented at both pulsing and continuous detonation fuel combustion. The paper depicts possible ways for implementation of this effect in jet engines and defines other fields of their utilization.
Pulse jet engine, ejector, supplemental gas mass, resonator, thrust augmenter, vacuum
Библиографический список
1. Кудрин О. И., Квасников А. В., Челомей В. Н. Явление аномального высокого прироста тяги в газовом эжекторном процессе с пульсирующей активной струёй: описание открытия № 314 // Вестник АН СССР. – 1986. – № 10.
2. Богданов В. И. Взаимодействие масс в рабочем процессе пульсирующих реактивных двигателей как средство повышения их тяговой эффективности // ИФЖ. – 2006. – Т. 79. – № 3. – С. 85 – 90.
3. Bogdanov V. I. Pulse Increase at Mass Interaction in an Energy Carrier // American Journal of Modern Physics. – 2013. – Vol. 2. – № 4. – pp. 195 – 201.
4. Баум Ф. А., Орленко Л. П., Станюкович К. П., Шехтер Б. И. Физика взрыва. – М.: Наука, 1975.
5. Кудрин О. И. Пульсирующее реактивное сопло с присоединением дополнительной массы // Труды МАИ. – 1958. – Вып. 97. – С. 98 – 180.
6. Богданов В. И., Дормидонтов А. К., Пьянков К. С. и др. Повышение лобовой тяги пульсирующего ВРД с многополостной камерой сгорания постоянного объёма // Вестник машиностроения. – 2012. – № 7. – С. 35 – 39.
7. Богданов В. И., Буракова Л. И. Оценка эффектов взаимодействия масс в пульсирующих реактивных двигателях по результатам экспериментальных исследований // Вестник РГАТА имени П. А. Соловьева. – 2011. – № 3 (21). – С. 90 – 95.
8. Сергель О. С. Прикладная гидрогазодинамика. – М.: Машиностроение, 1981. – 374 с.
9. Paxson D. E., Wilson J. Unsteady Ejector Performance: аn Experimental Investigation Using а Pulsejet Driver, Paper AIAA-2002-3915, 2002.
10. Левин В. А., Смехов Г. Д., Тарасов А. И. Расчетно-экспериментальное исследование модели пульсирующего детонационного двигателя. Препринт № 42-98. – М.: Институт механики МГУ, 1998.
11. Богданов В. И., Ханталин Д. С. Особенности расчёта сферического газодинамического резонатора-усилителя реактивной тяги // Вестник РГАТУ имени П. А. Соловьева. – 2014. – № 3 (30). – С. 42 – 47.
12. Богданов В. И., Реш Г. Ф., Шишурин А. В. Предварительные результаты экспериментальных исследований эффекта увеличения импульса пульсирующего реактивного двигателя в вакууме за счёт присоединения собственной массы газа, перспективы его использования // Вестник РГАТУ имени П. А. Соловьева. – 2013. – № 1 (24). – С. 23 – 30.
13. Быковский Ф. А., Ждан С. А. Непрерывная спиновая детонация. – Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2013. – 423 с.
14. Богданов В. И. Техническая реализация эффекта присоединения массы газа для увеличения тяги пульсирующих реактивных двигателей // Вестник машиностроения. – 2014. – № 9. – С. 38 – 42.
15. Кривченко Г. И. Гидравлические машины: турбины и насосы. – М.: Энергия, 1978. – 320 с.
16. Смирнов С. А., Богданов В. И. Взаимодействие масс рабочего тела в пульсирующем течении за турбиной как причина нестационарных явлений в напорных системах ГЭС и способ повышения тяговой эффективности ТРД // Сборник материалов Всероссийской научно-практической конференции молодых учёных, специалистов, аспирантов и студентов. Саяногорск; Черёмушки. 22 – 23 мая 2014 г. – С. 104 – 107.
17. Богданов В. И., Боровкова О. С. Некоторые особенности определения тяговых характеристик пульсирующих реактивных двигателей // Вестник РГАТУ имени П. А. Соловьева. – 2013. – № 2 (25). – С. 18 – 24.
References
1. Kudrin O. I, Kvasnikov A. V, Chelomey V. N. The phenomenon of abnormally high thrust gain in gas ejector process with a pulsing active stream: description of discovery № 314 // Bulletin of the USSR Academy of Sciences. – 1986. – № 10.
2. Bogdanov V. I. Mass interaction in a working process of pulse jet engine as a means of their thrust efficiency enhancement // IFZH. – 2006. – Vol. 79. – № 3. – pp. 85 – 90.
3. Bogdanov V. I. Pulse Increase at Mass Interaction in an Energy Carrier // American Journal of Modern Physics. – 2013. – Vol. 2. – № 4. – pp. 195 – 201.
4. Baum F. A., Orlenko L. P., Stanyukovich K. P., Shekhter B. I. Physics of explosion. – М.: Nauka, 1975.
5. Kudrin O. I. A pulsing jet nozzle with supplementation of additional mass // Works of MAI. – 1958. – Isssue. 97. – pp. 98 – 180.
6. Bogdanov V. I., Dormidontov A. K., Pyankov K. S. et al. Pulsing air breathing engine with fixed volume multicavital combustion chamber front thrust enhancement // Vestnik Mashinostroeniya (Engineering Bulletin). – 2012. – № 7. – pp. 35 – 39.
7. Bogdanov V. I., Burakova L. I. Estimation of interaction of mass effects in pulse jet engines by results of experimental researches // Bulletin, RGATA named after P. A. Solovyov. – 2011. – № 3 (21). – pp. 90 – 95.
8. Sergel O. S. Applied hydro and gas dynamics. – М.: Mashinostroenie (Engineering), 1981. – p. 374.
9. Paxson D. E., Wilson J. Unsteady Ejector Performance: аn Experimental Investigation Using а Pulsejet Driver, Paper AIAA-2002-3915, 2002.
10. Levin V. A., Smehov G. D., Tarasov A. I. Estimated and experimental research on model of a pulsing detonation engine. Preprint № 42-98. – М: Institute of mechanics of the Moscow State University, 1998.
11. Bogdanov V. I, Hantalin D. S. Singularities of a spherical gas-dynamic resonator-augmentor of jet thrust calculation // Bulletin, RGATU named after P. A. Solovyov. – 2014. – № 3 (30). – pp. 42 – 47.
12. Bogdanov V. I., Resh G. F., Shishurin A. V. Preliminary results of experimental researches on a pulse jet engine impulse increase effect in vacuo by means of supplementation of gas own mass and perspectives of its practical implementation // Bulletin, RGATU named after P. A. Solovyov. – 2013. – № 1 (24). – pp. 23 – 30.
13. Bykovsky F. А., Zhdan S. A. Continuous spin detonation. – Novosibirsk: Publishing house of the Siberian Branch of the Russian Academy of Science, 2013. – p. 423.
14. Bogdanov V. I. Effect of supplementation of gas mass for thrust increase in pulse jet engines: engineering implementation // Vestnik Mashinostroeniya (The Engineering Bulletin). – 2014. – № 9. – pp. 38 – 42.
15. Krivchenko G. I. Hydraulic machines: turbines and pumps. – М.: Energiya, 1978. – p. 320.
16. Smirnov S. A., Bogdanov V. I. Interaction of propulsive masses in pulsing flow behind a turbine as an origin of nonstationary effects in pressure systems of hydroelectric power stations and a turbojet engine thrust efficiency enhancement technique // Collection of materials of the All-Russia Scientific-Practical Conference of young scientists, specialists, post-graduates and students. Sayanogorsk; Cheremushky, May 22 – 23, 2014. – pp. 104 – 107.
17. Bogdanov V. I, Borovkova O. S. Some peculiarities of pulse jet engines thrust characteristics determination // Bulletin, RGATU named after P. A. Solovyov. – 2013. – № 2 (25). – pp. 18 – 24.
Сведения об авторах
Полежаев Юрий Васильевич – доктор технических наук, член-корреспондент РАН, главный научный сотрудник Объединённого института высоких температур РАН, г. Москва.
Е-mail: polezhaev_yuv@mail.ru
Богданов Василий Иванович – доктор технических наук, эксперт ОАО «НПО «Сатурн», г. Рыбинск.
Е-mail: bogdanov-vasiliy@yandex.ru
Гешеле Валентин Давыдович – кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник Объединённого института высоких температур РАН, г. Москва.
Е-mail: geshele@mail.ru
Polezhaev, Yury Vassilievich – Doctor of Engineering, Russian Academy of Sciences corresponding member, Chief Scientific Officer, Joint Institute for High Temperatures, Russian Academy of Sciences, Moscow.
Е-mail: polezhaev_yuv@mail.ru
Bogdanov, Vassily Ivanovich – Doctor of Engineering, expert at ОАО «NPO «Saturn», Rybinsk.
Е-mail: bogdanov-vasiliy@yandex.ru
Geshele Valentin Davydovich – Cand. Sc. (Engineering), leading researcher, Joint Institute for High Temperatures, Russian Academy of Sciences, Moscow.
Е-mail: geshele@mail.ru
УДК 62-661