Wie ein Flüssigkeitsstrahltriebwerk funktioniert und funktioniert. So funktioniert ein Düsentriebwerk

Unter reaktiver Bewegung versteht man eine Bewegung, bei der einer seiner Teile mit einer bestimmten Geschwindigkeit vom Körper getrennt wird. Die Kraft, die durch einen solchen Vorgang entsteht, wirkt von selbst. Mit anderen Worten, es fehlt ihr auch nur der geringste Kontakt zu äußeren Körpern.

in der Natur

Während eines Sommerurlaubs im Süden traf fast jeder von uns beim Schwimmen im Meer auf Quallen. Aber nur wenige Leute dachten daran, dass sich diese Tiere wie ein Düsentriebwerk bewegen. Das Funktionsprinzip eines solchen Aggregats in der Natur kann beim Bewegen einiger Arten von Meeresplankton und Libellenlarven beobachtet werden. Zudem ist die Effizienz dieser Wirbellosen oft höher als die technischer Mittel.

Wer sonst kann anschaulich demonstrieren, was das Funktionsprinzip eines Strahltriebwerks hat? Tintenfisch, Tintenfisch und Tintenfisch. Viele andere Meeresmollusken machen eine ähnliche Bewegung. Nehmen Sie zum Beispiel Tintenfische. Sie saugt Wasser in ihre Kiemenhöhle und wirft es durch einen Trichter, den sie nach hinten oder seitwärts richtet, kräftig aus. In diesem Fall kann die Molluske Bewegungen in die richtige Richtung ausführen.

Das Funktionsprinzip eines Strahltriebwerks kann auch beim Bewegen der Salze beobachtet werden. Dieses Meerestier nimmt Wasser in einen weiten Hohlraum auf. Danach ziehen sich die Muskeln seines Körpers zusammen und drücken die Flüssigkeit durch das Loch im Rücken. Die Reaktion des resultierenden Strahls ermöglicht es den Spermien, sich vorwärts zu bewegen.

Marineraketen

Aber die größte Perfektion in der Jet-Navigation wurde immer noch von Tintenfischen erreicht. Sogar die Form der Rakete scheint von diesem besonderen Meeresleben kopiert zu sein. Bei niedriger Geschwindigkeit biegt der Tintenfisch regelmäßig seine rautenförmige Flosse. Aber für einen schnellen Wurf muss er sein eigenes "Düsentriebwerk" verwenden. Gleichzeitig sollte das Funktionsprinzip aller seiner Muskeln und seines Körpers genauer betrachtet werden.

Tintenfische haben eine Art Mantel. Dies ist das Muskelgewebe, das seinen Körper von allen Seiten umgibt. Während der Bewegung saugt das Tier eine große Menge Wasser in diesen Mantel und schleudert einen Strahl durch eine spezielle schmale Düse scharf aus. Solche Aktionen ermöglichen es dem Tintenfisch, sich mit Geschwindigkeiten von bis zu siebzig Stundenkilometern ruckartig rückwärts zu bewegen. das Tier sammelt alle zehn Tentakel in einem Bündel, das dem Körper eine stromlinienförmige Form verleiht. In der Düse befindet sich ein spezielles Ventil. Das Tier dreht es mit Hilfe der Muskelkontraktion. Dadurch kann das Meeresleben seine Richtung ändern. Die Rolle des Ruders bei den Bewegungen des Tintenfisches spielen auch seine Tentakel. Er lenkt sie nach links oder rechts, nach unten oder oben und weicht Kollisionen mit verschiedenen Hindernissen leicht aus.

Es gibt eine Tintenfischart (stenoteutis), die den Titel des besten Piloten unter den Schalentieren trägt. Beschreiben Sie das Funktionsprinzip eines Strahltriebwerks - und Sie werden verstehen, warum dieses Tier bei der Jagd nach Fischen manchmal aus dem Wasser springt und sogar auf die Decks von Schiffen fällt, die auf dem Ozean segeln. Wie kommt es dazu? Der Pilot-Tintenfisch, der sich im Wasserelement befindet, entwickelt dafür maximalen Strahlschub. Damit kann er in einer Entfernung von bis zu fünfzig Metern über die Wellen fliegen.

Wenn wir ein Düsentriebwerk betrachten, welches Funktionsprinzip von welchem ​​Tier kann noch erwähnt werden? Dies sind auf den ersten Blick sackartige Tintenfische. Ihre Schwimmer sind nicht so schnell wie Tintenfische, aber bei Gefahr können selbst die besten Sprinter um ihre Geschwindigkeit beneiden. Biologen, die die Wanderung von Kraken untersucht haben, haben herausgefunden, dass sie sich wie ein Düsentriebwerk bewegen, das ein Funktionsprinzip hat.

Mit jedem Wasserstrahl, der aus dem Trichter geworfen wird, macht das Tier einen Strich von zwei oder sogar zweieinhalb Metern. Gleichzeitig schwimmt der Oktopus auf besondere Weise - rückwärts.

Weitere Beispiele für Strahlantriebe

Es gibt Raketen in der Pflanzenwelt. Das Prinzip des Strahltriebwerks lässt sich beobachten, wenn schon bei ganz leichter Berührung die „wahnsinnige Gurke“ mit hoher Geschwindigkeit vom Stiel abprallt und gleichzeitig die klebrige Flüssigkeit mit den Samen abstößt. In diesem Fall fliegt der Fötus selbst über eine beträchtliche Entfernung (bis zu 12 m) in die entgegengesetzte Richtung.

Das Funktionsprinzip eines Strahltriebwerks kann auch in einem Boot beobachtet werden. Wenn schwere Steine ​​in eine bestimmte Richtung ins Wasser geworfen werden, beginnt die Bewegung in die entgegengesetzte Richtung. Das Funktionsprinzip ist das gleiche. Nur dort werden Gase anstelle von Steinen verwendet. Sie erzeugen eine reaktive Kraft, die sowohl in der Luft als auch in einem verdünnten Raum für Bewegung sorgt.

Fantastische Reisen

Die Menschheit träumt schon lange von Raumfahrt. Dies belegen die Werke von Science-Fiction-Autoren, die eine Vielzahl von Mitteln anboten, um dieses Ziel zu erreichen. So erreichte der Held der Erzählung des französischen Schriftstellers Hercule Savignen, Cyrano de Bergerac, den Mond auf einem eisernen Karren, über den ständig ein starker Magnet geschleudert wurde. Die berühmten Münchhausen erreichten denselben Planeten. Ein riesiger Bohnenstängel half ihm bei der Reise.

In China wurden bereits im ersten Jahrtausend v. Chr. Düsenantriebe eingesetzt. Gleichzeitig dienten mit Schießpulver gefüllte Bambusrohre als eine Art Raketen zum Spaß. Übrigens war das von Newton entwickelte Projekt des ersten Autos auf unserem Planeten auch mit einem Düsentriebwerk.

Die Entstehungsgeschichte des RD

Erst im 19. Jahrhundert. Der Menschheitstraum vom Weltraum begann, spezifische Züge anzunehmen. Schließlich schuf der russische Revolutionär N.I.Kibalchich in diesem Jahrhundert das weltweit erste Projekt mit einem Düsentriebwerk. Alle Papiere wurden von einem Narodnaya Volya im Gefängnis ausgestellt, wo er nach dem Attentat auf Alexander landete. Aber leider wurde Kibalchich am 03.04.1881 hingerichtet, und seine Idee fand keine praktische Umsetzung.

Zu Beginn des 20. Jahrhunderts. Die Idee, Raketen für Weltraumflüge zu verwenden, wurde von dem russischen Wissenschaftler K. E. Tsiolkovsky vorgebracht. Zum ersten Mal wurde seine Arbeit 1903 veröffentlicht, die eine Beschreibung der Bewegung eines Körpers variabler Masse in Form einer mathematischen Gleichung enthielt. Später entwickelte der Wissenschaftler das eigentliche Schema eines mit flüssigem Treibstoff betriebenen Düsentriebwerks.

Tsiolkovsky erfand auch eine mehrstufige Rakete und brachte die Idee vor, echte Weltraumstädte in erdnaher Umlaufbahn zu schaffen. Tsiolkovsky hat überzeugend bewiesen, dass das einzige Mittel zur Raumfahrt eine Rakete ist. Das heißt, eine Vorrichtung, die mit einem Strahltriebwerk ausgestattet ist, das mit Kraftstoff und einem Oxidationsmittel betrieben wird. Nur eine solche Rakete kann die Schwerkraft überwinden und außerhalb der Erdatmosphäre fliegen.

Weltraumforschung

Die Idee von Tsiolkovsky wurde von sowjetischen Wissenschaftlern umgesetzt. Unter der Leitung von Sergei Pavlovich Korolev starteten sie den ersten künstlichen Erdsatelliten. Am 4. Oktober 1957 wurde dieses Gerät von einer Rakete mit Strahltriebwerk in die Umlaufbahn gebracht. Die Arbeit des RD beruhte auf der Umwandlung von chemischer Energie, die vom Treibstoff auf den Gasstrahl übertragen wird, in kinetische Energie. In diesem Fall bewegt sich die Rakete in die entgegengesetzte Richtung.

Das Strahltriebwerk, dessen Prinzip seit vielen Jahren angewendet wird, findet seine Anwendung nicht nur in der Raumfahrt, sondern auch in der Luftfahrt. Vor allem aber wird es für die Bewegung des Fahrzeugs im Raum, in dem es keine Umgebung gibt, nur der RD.

Triebwerk mit Flüssigtreibstoff

Jeder, der eine Schusswaffe abgefeuert oder diesen Vorgang einfach nur von der Seite beobachtet hat, weiß, dass es eine Kraft gibt, die den Lauf sicherlich zurückdrücken wird. Darüber hinaus wird die Rendite bei einer größeren Gebühr sicherlich steigen. Das Strahltriebwerk funktioniert auf die gleiche Weise. Sein Funktionsprinzip ähnelt dem Zurückschieben des Laufs unter der Einwirkung eines heißen Gasstrahls.

Was die Rakete betrifft, so ist der Prozess, bei dem die Mischung gezündet wird, allmählich und kontinuierlich. Dies ist der einfachste Festbrennstoffmotor. Er ist allen Raketenmodellbauern bekannt.

In einem Flüssigkeitsstrahltriebwerk (LRE) wird eine Mischung aus Kraftstoff und einem Oxidationsmittel verwendet, um ein Arbeitsfluid oder einen Schubstrahl zu erzeugen. Letzteres ist in der Regel Salpetersäure oder Kerosin, das als Kraftstoff in einem Flüssigtreibstoffmotor dient.

Das Funktionsprinzip eines Strahltriebwerks, das in den ersten Mustern enthalten war, ist bis heute erhalten geblieben. Erst jetzt verwendet es flüssigen Wasserstoff. Wenn dieser Stoff oxidiert wird, steigt er im Vergleich zu den ersten Flüssigtreibstoff-Raketentriebwerken um 30 % an. Es sollte gesagt werden, dass die Idee der Verwendung von Wasserstoff von Tsiolkovsky selbst vorgeschlagen wurde. Allerdings waren die damaligen Schwierigkeiten bei der Arbeit mit diesem hochexplosiven Stoff einfach unüberwindbar.

Was ist das Funktionsprinzip eines Strahltriebwerks? Kraftstoff und Oxidationsmittel gelangen aus getrennten Tanks in die Arbeitskammer. Außerdem werden die Komponenten in eine Mischung überführt. Es verbrennt und setzt unter einem Druck von mehreren zehn Atmosphären eine kolossale Wärmemenge frei.

Bauteile gelangen auf unterschiedliche Weise in den Arbeitsraum eines Strahltriebwerks. Hier wird das Oxidationsmittel direkt eingebracht. Der Kraftstoff legt jedoch einen längeren Weg zwischen den Wänden der Kammer und der Düse zurück. Hier erwärmt es sich und wird bereits mit hoher Temperatur durch zahlreiche Düsen in die Verbrennungszone geschleudert. Außerdem bricht der von der Düse gebildete Strahl aus und verleiht dem Flugzeug ein Schubmoment. So können Sie (kurz) feststellen, welches Funktionsprinzip ein Düsentriebwerk hat. In dieser Beschreibung werden viele Komponenten nicht erwähnt, ohne die der Betrieb des Flüssigtreibstoffmotors nicht möglich wäre. Darunter sind die Kompressoren, die zur Druckerzeugung für die Einspritzung erforderlich sind, Ventile, die Versorgung von Turbinen usw.

Moderne Nutzung

Trotz der Tatsache, dass der Betrieb eines Strahltriebwerks viel Treibstoff benötigt, dienen Raketentriebwerke auch heute noch den Menschen. Sie werden als Hauptantriebsmotoren in Trägerraketen sowie als Rangiertriebwerke für verschiedene Raumfahrzeuge und Orbitalstationen verwendet. In der Luftfahrt werden andere Arten von Rollwegen verwendet, die leicht unterschiedliche Leistungsmerkmale und Konstruktionen aufweisen.

Luftfahrtentwicklung

Vom Anfang des 20. Jahrhunderts bis zum Ausbruch des Zweiten Weltkriegs flog man nur noch mit Propellerflugzeugen. Diese Geräte waren mit Verbrennungsmotoren ausgestattet. Der Fortschritt stand jedoch nicht still. Bei seiner Entwicklung bestand die Notwendigkeit, leistungsstärkere und schnellere Flugzeuge zu entwickeln. Hier standen die Flugzeugkonstrukteure jedoch vor einem scheinbar unlösbaren Problem. Tatsache ist, dass selbst bei einer leichten Zunahme die Masse des Flugzeugs deutlich zugenommen hat. Einen Ausweg aus dieser Situation fand jedoch der Engländer Frank Will. Er schuf ein grundlegend neues Triebwerk, das Jet-Triebwerk genannt wird. Diese Erfindung gab der Entwicklung der Luftfahrt einen starken Impuls.

Das Funktionsprinzip eines Flugzeugstrahltriebwerks ähnelt der Wirkung eines Feuerwehrschlauchs. Sein Schlauch hat ein konisches Ende. Beim Ausströmen durch eine enge Öffnung erhöht das Wasser seine Geschwindigkeit deutlich. Der dadurch erzeugte Staudruck ist so stark, dass der Feuerwehrmann den Schlauch kaum in den Händen halten kann. Dieses Verhalten von Wasser kann auch das Funktionsprinzip eines Flugzeugstrahltriebwerks erklären.

Direktstrom-Rollbahnen

Diese Art von Strahltriebwerk ist die einfachste. Man kann es sich als Rohr mit offenen Enden vorstellen, das auf einer beweglichen Ebene installiert wird. Vorne erweitert sich sein Querschnitt. Aufgrund dieser Konstruktion verringert die einströmende Luft ihre Geschwindigkeit und ihr Druck steigt. Die breiteste Stelle eines solchen Rohres ist die Brennkammer. Hier wird der Kraftstoff eingespritzt und verbrannt. Dieser Prozess fördert die Erwärmung der entstehenden Gase und deren starke Expansion. Dadurch entsteht ein Schub des Strahltriebwerks. Es wird von allen gleichen Gasen erzeugt, wenn sie aus dem schmalen Ende des Rohres herausgedrückt werden. Es ist dieser Schub, der das Flugzeug zum Fliegen bringt.

Nutzungsprobleme

Direktstrom-Strahltriebwerke haben einige Nachteile. Sie können nur an dem sich bewegenden Flugzeug arbeiten. Ein ruhendes Luftfahrzeug kann nicht durch Direktfluss-Rollwege aktiviert werden. Um ein solches Flugzeug in die Luft zu heben, wird irgendein anderer Startmotor benötigt.

Lösung

Das Funktionsprinzip des Strahltriebwerks eines Turbojet-Flugzeugs, das frei von den Mängeln eines Staustrahltriebwerks ist, ermöglichte es den Flugzeugkonstrukteuren, die fortschrittlichsten Flugzeuge zu entwickeln. Wie funktioniert diese Erfindung?

Das Hauptelement eines Turbojet-Triebwerks ist eine Gasturbine. Mit seiner Hilfe wird ein Luftkompressor aktiviert, durch den Druckluft in eine spezielle Kammer geleitet wird. Die bei der Brennstoffverbrennung anfallenden Produkte (meist Kerosin) fallen auf die Turbinenschaufeln und treiben diese an. Außerdem gelangt der Luft-Gas-Strom in die Düse, wo er auf hohe Geschwindigkeiten beschleunigt und eine enorme reaktive Schubkraft erzeugt.

Leistungssteigerung

Der Reaktionsschub kann in kurzer Zeit erheblich zunehmen. Dazu wird Nachbrennen verwendet. Es ist die Einspritzung von zusätzlichem Brennstoff in den aus der Turbine austretenden Gasstrom. In der Turbine ungenutzter Sauerstoff trägt zur Verbrennung von Kerosin bei, was den Triebwerksschub erhöht. Bei hohen Geschwindigkeiten erreicht die Wertsteigerung 70% und bei niedrigen Geschwindigkeiten 25-30%.

Wie ein Flüssigkeitsstrahltriebwerk funktioniert und funktioniert

Flüssigkeitsstrahltriebwerke werden derzeit als Triebwerke für schwere Flugkörperflugkörper, Langstrecken- und Stratosphärenflugkörper, Raketenflugzeuge, Raketenbomben, Lufttorpedos usw. verwendet .

Unter Berücksichtigung des Hauptzwecks von Flüssigtreibstoff-Raketentriebwerken werden wir ihre Konstruktion und Funktionsweise am Beispiel von zwei Triebwerken kennenlernen: eines für eine Langstrecken- oder Stratosphärenrakete, das andere für ein Raketenflugzeug. Diese spezifischen Triebwerke sind bei weitem nicht in allem typisch und natürlich in ihren Daten den neuesten Triebwerken dieses Typs unterlegen, aber sie sind in vielerlei Hinsicht charakteristisch und geben eine ziemlich klare Vorstellung von einem modernen Flüssigkeitsstrahltriebwerk .

LRE für Langstrecken- oder Stratosphärenraketen

Raketen dieses Typs wurden entweder als superschweres Langstreckenprojektil oder zur Erkundung der Stratosphäre verwendet. Zu militärischen Zwecken wurden sie 1944 von den Deutschen eingesetzt, um London zu bombardieren. Diese Raketen hatten etwa eine Tonne Sprengstoff und eine Reichweite von etwa 300 km... Bei der Erkundung der Stratosphäre trägt der Raketenkopf anstelle von Sprengstoff verschiedene Forschungsgeräte und verfügt in der Regel über eine Vorrichtung zum Trennen von der Rakete und zum Abschuss per Fallschirm. Raketenlift 150-180 km.

Das Aussehen einer solchen Rakete ist in Abb. 26, und sein Schnitt in FIG. 27. Die Figuren der Personen, die neben der Rakete stehen, geben einen Eindruck von den beeindruckenden Abmessungen der Rakete: Ihre Gesamtlänge beträgt 14 m, Durchmesser ca. 1,7 m, und etwa 3,6 im Gefieder m, das Gewicht der mit Sprengstoff ausgestatteten Rakete beträgt 12,5 Tonnen.

FEIGE. 26. Vorbereitung zum Start einer stratosphärischen Rakete.

Die Rakete wird von einem Flüssigkeitsstrahltriebwerk angetrieben, das sich im Heck befindet. Die Gesamtansicht des Motors ist in Abb. 28. Der Motor läuft mit Zweikomponentenkraftstoffen - 75 %iger Wein(ethyl)alkohol und flüssiger Sauerstoff, die in zwei getrennten großen Tanks gelagert werden, wie in FIG. 27. Die Treibstoffreserve der Rakete beträgt etwa 9 Tonnen, was fast 3/4 des Gesamtgewichts der Rakete entspricht, und in Bezug auf das Volumen machen die Treibstofftanks den größten Teil des Gesamtvolumens der Rakete aus. Trotz einer so großen Kraftstoffmenge reicht es nur für 1 Minute Motorbetrieb, da der Motor mehr als 125 verbraucht Kg Treibstoff pro Sekunde.

FEIGE. 27. Abschnitt einer Langstreckenrakete.

Die Menge der beiden Brennstoffkomponenten Alkohol und Sauerstoff wird so berechnet, dass sie gleichzeitig ausbrennen. Da für Verbrennung 1 Kg Alkohol wird in diesem Fall etwa 1,3 konsumiert Kg Sauerstoff, der Kraftstofftank fasst etwa 3,8 Tonnen Alkohol und der Oxidationsmitteltank fasst etwa 5 Tonnen flüssigen Sauerstoffs. So würde selbst bei Verwendung von Alkohol, der deutlich weniger Sauerstoff zur Verbrennung benötigt als Benzin oder Kerosin, die alleinige Befüllung beider Tanks mit Kraftstoff (Alkohol) mit Luftsauerstoff die Betriebszeit des Motors um das Zwei- bis Dreifache erhöhen. Dazu führt die Notwendigkeit, ein Oxidationsmittel an Bord der Rakete zu haben.

FEIGE. 28. Raketenmotor.

Unwillkürlich stellt sich die Frage: Wie legt eine Rakete eine Strecke von 300 km zurück, wenn der Motor nur 1 Minute läuft? Dies wird durch Fig. 2 erläutert. 33, die die Flugbahn des Flugkörpers zeigt und auch die Geschwindigkeitsänderung entlang der Flugbahn anzeigt.

Der Start der Rakete erfolgt, nachdem sie mit einer leichten Abschussvorrichtung in eine vertikale Position gebracht wurde, wie in Abb. 26. Nach dem Start steigt die Rakete zunächst fast senkrecht auf, beginnt nach 10–12 Flugsekunden, von der Senkrechten abzuweichen und bewegt sich unter der Wirkung der von Gyroskopen gesteuerten Ruder auf einer Bahn in der Nähe eines Kreisbogens . Ein solcher Flug dauert die ganze Zeit, während der Motor läuft, also etwa 60 Sekunden.

Wenn die Geschwindigkeit den berechneten Wert erreicht, schalten die Steuergeräte den Motor aus; zu diesem Zeitpunkt ist fast kein Treibstoff mehr in den Raketentanks. Die Höhe der Rakete, wenn der Motor aufhört zu arbeiten, beträgt 35–37 km, und die Raketenachse bildet mit dem Horizont einen Winkel von 45° (Punkt A in Abb. 29 entspricht dieser Raketenposition).

FEIGE. 29. Die Flugbahn einer Langstreckenrakete.

Ein solcher Elevationswinkel bietet die maximale Reichweite im nachfolgenden Flug, wenn sich die Rakete durch Trägheit bewegt, wie eine Artilleriegranate, die aus einer Kanone fliegen würde, deren Abgrenzung des Laufs in einer Höhe von 35-37 . liegt km... Die Flugbahn des weiteren Fluges ist parabelnah und die Gesamtflugzeit beträgt ca. 5 Minuten. Die maximale Höhe, die die Rakete in diesem Fall erreicht, beträgt 95-100 km, während stratosphärische Raketen deutlich höhere Höhen erreichen, mehr als 150 km... Auf den Fotos, die das an der Rakete montierte Gerät aus dieser Höhe aufgenommen hat, ist die Kugelform der Erde bereits deutlich zu erkennen.

Es ist interessant zu verfolgen, wie sich die Fluggeschwindigkeit entlang der Flugbahn ändert. Beim Abstellen des Triebwerks, d.h. nach 60 Flugsekunden, erreicht die Fluggeschwindigkeit ihren höchsten Wert und beträgt ca. 5500 km/h, d. h. 1525 m / Sek... In diesem Moment wird auch die Leistung des Triebwerks am größten und erreicht bei einigen Raketen fast 600.000. l. mit.! Außerdem nimmt die Raketengeschwindigkeit unter dem Einfluss der Schwerkraft ab, und nach Erreichen des höchsten Punktes der Flugbahn beginnt sie aus dem gleichen Grund wieder zu wachsen, bis die Rakete in die dichten Schichten der Atmosphäre eindringt. Während des gesamten Fluges, mit Ausnahme der allerersten Phase - Beschleunigung - überschreitet die Raketengeschwindigkeit die Schallgeschwindigkeit deutlich, die Durchschnittsgeschwindigkeit entlang der gesamten Flugbahn beträgt etwa 3500 km/h und sogar die Rakete fällt mit einer Geschwindigkeit von zweieinhalb Mal der Schallgeschwindigkeit und gleich 3000 . zu Boden km/h... Das bedeutet, dass das kraftvolle Geräusch des Fluges der Rakete erst nach dem Absturz zu hören ist. Hier wird es nicht mehr möglich sein, den Anflug einer Rakete mit Hilfe von in der Luftfahrt oder der Marine üblichen Schalldetektoren zu erfassen, sondern erfordert ganz andere Methoden. Solche Verfahren basieren auf der Verwendung von Radiowellen anstelle von Schall. Schließlich breitet sich eine Funkwelle mit Lichtgeschwindigkeit aus – der höchstmöglichen Geschwindigkeit auf der Erde. Diese Geschwindigkeit von 300.000 km/s ist natürlich mehr als genug, um den Anflug der am schnellsten fliegenden Rakete zu markieren.

Es gibt ein weiteres Problem, das mit der hohen Geschwindigkeit der Raketen verbunden ist. Tatsache ist, dass bei hohen Fluggeschwindigkeiten in der Atmosphäre aufgrund der Verzögerung und Kompression der auf der Rakete laufenden Luft die Temperatur ihres Körpers erheblich ansteigt. Die Berechnung zeigt, dass die Wandtemperatur der oben beschriebenen Rakete 1000–1100 ° C erreichen sollte. Tests haben jedoch gezeigt, dass diese Temperatur in der Realität durch die Kühlung der Wände durch Wärmeleitung und Strahlung viel niedriger ist, aber immer noch 600-700°C erreicht, d.h. die Rakete heizt sich bis zur Rotglut auf. Mit einer Erhöhung der Fluggeschwindigkeit der Rakete steigt die Temperatur ihrer Wände schnell an und kann zu einem ernsthaften Hindernis für das weitere Wachstum der Fluggeschwindigkeit werden. Erinnern wir uns daran, dass Meteoriten (Himmelssteine), die mit großer Geschwindigkeit platzen, bis zu 100 km / Sek, innerhalb der Erdatmosphäre "verbrennen" sie in der Regel, und was wir für einen fallenden Meteoriten ("fallender Stern") halten, ist in Wirklichkeit nur ein Haufen heißer Gase und Luft, die durch die Bewegung von a . entstehen Meteorit mit hoher Geschwindigkeit in der Atmosphäre. Daher sind Flüge mit sehr hohen Geschwindigkeiten nur in den oberen Schichten der Atmosphäre, wo die Luft verdünnt wird, oder darüber hinaus möglich. Je näher am Boden, desto geringer sind die zulässigen Fluggeschwindigkeiten.

FEIGE. 30. Schema des Raketentriebwerks.

Das Raketentriebwerksdiagramm ist in Abb. 30. Bemerkenswert ist die relative Einfachheit dieses Schemas im Vergleich zu herkömmlichen Kolbentriebwerken; insbesondere ist ein nahezu vollständiges Fehlen beweglicher Teile im Leistungskreis des Triebwerks charakteristisch für ein Flüssigkeitsraketentriebwerk. Die Hauptelemente des Triebwerks sind eine Brennkammer, eine Strahldüse, ein Dampf- und Gasgenerator sowie eine Turbopumpeneinheit zur Kraftstoffversorgung und ein Steuerungssystem.

In der Brennkammer wird der Brennstoff verbrannt, dh die chemische Energie des Brennstoffs wird in Wärmeenergie umgewandelt, und in der Düse wird die Wärmeenergie der Verbrennungsprodukte in die Hochgeschwindigkeitsenergie eines Gasstroms umgewandelt aus dem Motor in die Atmosphäre strömt. Wie sich der Zustand von Gasen während ihrer Strömung im Motor ändert, ist in Abb. 31.

Der Druck in der Brennkammer beträgt 20-21 an einer und die Temperatur erreicht 2.700 ° C. Kennzeichnend für eine Brennkammer ist die enorme Wärmemenge, die bei der Verbrennung pro Zeiteinheit in ihr freigesetzt wird, oder, wie man sagt, die Wärmeintensität der Kammer. In dieser Hinsicht ist die Brennkammer eines Flüssigtreibstoff-Raketentriebwerks allen anderen im Stand der Technik bekannten Verbrennungsvorrichtungen (Kesselöfen, Zylinder von Verbrennungsmotoren und andere) deutlich überlegen. In diesem Fall wird im Brennraum des Motors pro Sekunde eine solche Wärmemenge freigesetzt, die ausreicht, um mehr als 1,5 Tonnen Eiswasser zu kochen! Um zu verhindern, dass die Brennkammer mit einer so großen Wärmemenge zusammenbricht, müssen ihre Wände sowie die Wände der Düse intensiv gekühlt werden. Zu diesem Zweck wird, wie in FIG. 30 werden die Brennkammer und die Düse mit Kraftstoff gekühlt - Alkohol, der zuerst ihre Wände wäscht und erst dann erhitzt in die Brennkammer gelangt. Dieses von Tsiolkovsky vorgeschlagene Kühlsystem ist auch deshalb vorteilhaft, weil die von den Wänden abgeführte Wärme nicht verloren geht und in die Kammer zurückkehrt (ein solches Kühlsystem wird daher manchmal als regenerativ bezeichnet). Eine externe Kühlung der Triebwerkswände allein reicht jedoch nicht aus, und um die Temperatur der Wände zu senken, wird gleichzeitig eine Kühlung ihrer Innenfläche verwendet. Zu diesem Zweck weisen die Wände an mehreren Stellen in mehreren Ringbändern angeordnete kleine Bohrungen auf, so dass durch diese Bohrungen Alkohol in die Kammer und Düse strömt (ca. 1/10 seines Gesamtverbrauchs). Der kalte Film dieses an den Wänden fließenden und verdampfenden Alkohols schützt diese vor direktem Kontakt mit der Flamme des Brenners und reduziert so die Temperatur der Wände. Trotz der Tatsache, dass die Temperatur der Gase, die von der Innenseite der Wände strömen, 2500 ° C überschreitet, überschreitet die Temperatur der Innenfläche der Wände, wie durch Tests gezeigt, 1000 ° C nicht.

FEIGE. 31. Änderung des Zustands der Gase im Motor.

Der Brennkammer wird Brennstoff durch 18 Vorkammerbrenner zugeführt, die sich an ihrer Stirnwand befinden. Sauerstoff tritt durch die zentralen Düsen in das Innere der Vorkammern ein, und der Alkohol tritt aus dem Kühlmantel durch einen Ring kleiner Düsen um jede Vorkammer aus. Auf diese Weise wird eine ausreichend gute Durchmischung des Kraftstoffs gewährleistet, die für eine vollständige Verbrennung in sehr kurzer Zeit, während sich der Kraftstoff im Brennraum befindet (Hundertstelsekunden), erforderlich ist.

Die Triebwerksstrahldüse ist aus Stahl. Seine Form ist, wie in Abb. 30 und 31, ist zuerst ein konvergierendes und dann ein expandierendes Rohr (die sogenannte Lavaldüse). Wie bereits erwähnt, haben Düsen und Pulverraketentriebwerke die gleiche Form. Was erklärt diese Düsenform? Die Aufgabe der Düse besteht bekanntlich darin, eine vollständige Expansion des Gases zu gewährleisten, um den höchsten Durchfluss zu erzielen. Um die Geschwindigkeit des Gasflusses durch das Rohr zu erhöhen, muss sein Querschnitt zunächst allmählich abnehmen, was auch bei der Strömung von Flüssigkeiten (z. B. Wasser) auftritt. Die Geschwindigkeit der Gasbewegung nimmt jedoch nur so lange zu, bis sie der Sim Gas entspricht. Eine weitere Geschwindigkeitserhöhung im Gegensatz zu einer Flüssigkeit wird erst möglich, wenn sich das Rohr ausdehnt; Dieser Unterschied zwischen Gasstrom und Flüssigkeitsstrom ist darauf zurückzuführen, dass die Flüssigkeit inkompressibel ist und das Volumen des Gases während der Expansion stark ansteigt. Im Hals der Düse, also an der engsten Stelle, ist der Gasdurchsatz immer gleich der Schallgeschwindigkeit im Gas, in unserem Fall etwa 1000 m / Sek... Die Ausströmgeschwindigkeit, d. h. die Geschwindigkeit im Auslassabschnitt der Düse, beträgt 2100-2200 m / Sek(daher beträgt der spezifische Schub etwa 220 kg s / kg).

Die Kraftstoffzufuhr aus den Tanks in die Brennkammer des Motors erfolgt unter Druck mittels Pumpen, die von einer Turbine angetrieben und mit dieser zu einer einzigen Turbopumpeneinheit zusammengebaut werden, wie in Fig. 1 zu sehen ist. 30. Bei einigen Motoren wird Kraftstoff unter Druck zugeführt, der in geschlossenen Kraftstofftanks mit einem Inertgas erzeugt wird - zum Beispiel Stickstoff, das unter hohem Druck in speziellen Zylindern gespeichert wird. Ein solches Versorgungssystem ist einfacher als ein Pumpsystem, fällt jedoch bei ausreichend großer Motorleistung schwerer aus. Aber selbst beim Pumpen von Kraftstoff in den von uns beschriebenen Motor stehen die Tanks, sowohl Sauerstoff als auch Alkohol, von innen unter einem gewissen Überdruck, um den Betrieb der Pumpen zu erleichtern und die Tanks vor Quetschen zu schützen. Dieser Druck (1.2-1.5 an einer) entsteht im Alkoholtank durch Luft oder Stickstoff, im Sauerstofftank durch den Dampf des verdampfenden Sauerstoffs.

Beide Pumpen sind Kreiselpumpen. Die Turbine, die die Pumpen antreibt, wird mit einem Dampf-Gas-Gemisch betrieben, das bei der Zersetzung von Wasserstoffperoxid in einem speziellen Dampf- und Gasgenerator entsteht. Aus einem speziellen Tank wird diesem Dampf- und Gaserzeuger Natriumpermanganat zugeführt, ein Katalysator, der die Zersetzung von Wasserstoffperoxid beschleunigt. Beim Start der Rakete gelangt Wasserstoffperoxid unter Stickstoffdruck in den Dampf- und Gasgenerator, in dem eine heftige Reaktion der Zersetzung von Peroxid unter Freisetzung von Wasserdampf und gasförmigem Sauerstoff beginnt (dies ist die sogenannte "kalte Reaktion", die manchmal verwendet wird, um Schub zu erzeugen, insbesondere beim Starten von Raketentriebwerken). Dampf-Gas-Gemisch mit einer Temperatur von ca. 400°C und einem Druck von über 20 an einer, tritt in das Turbinenrad ein und wird dann in die Atmosphäre abgegeben. Die Turbinenleistung wird vollständig für den Antrieb beider Kraftstoffpumpen aufgewendet. Diese Leistung ist nicht so gering - bei 4000 U/min des Turbinenrades erreicht sie fast 500 l. mit.

Da ein Gemisch aus Sauerstoff und Alkohol kein selbstreaktiver Kraftstoff ist, ist es notwendig, eine Art Zündsystem vorzusehen, um die Verbrennung zu starten. Im Motor erfolgt die Zündung mit einem speziellen Zünder, der einen Flammenbrenner bildet. Dazu wurde meist ein pyrotechnischer Zünder verwendet (ein fester Zünder wie Schießpulver), seltener ein flüssiger Zünder.

Die Rakete wird wie folgt gestartet. Beim Zünden der Pilotflamme werden die Hauptventile geöffnet, durch die Alkohol und Sauerstoff durch Schwerkraft aus den Tanks in die Brennkammer geleitet werden. Alle Ventile im Triebwerk werden durch komprimierten Stickstoff gesteuert, der auf der Rakete in einer Hochdruckzylinderbank gespeichert ist. Wenn der Brennstoff zu brennen beginnt, schaltet ein Beobachter aus der Ferne mit Hilfe eines elektrischen Kontakts die Zufuhr von Wasserstoffperoxid zum Dampf- und Gasgenerator ein. Die Turbine beginnt zu arbeiten, die die Pumpen antreibt, die der Brennkammer Alkohol und Sauerstoff zuführen. Der Schub nimmt zu und wenn er das Gewicht der Rakete (12-13 Tonnen) übersteigt, hebt die Rakete ab. Vom Zündzeitpunkt der Pilotflamme bis zum Erreichen des vollen Schubs vergehen nur 7-10 Sekunden.

Beim Anfahren ist darauf zu achten, dass beide Kraftstoffkomponenten in den Brennraum gelangen. Dies ist eine der wichtigen Aufgaben der Motorsteuerung und -regelung. Wenn sich eine der Komponenten im Brennraum ansammelt (da die Strömung der anderen verzögert ist), kommt es danach meist zu einer Explosion, bei der der Motor oft ausfällt. Dies ist neben gelegentlichen Verbrennungsunterbrechungen eine der häufigsten Katastrophenursachen bei Tests von Flüssigtreibstoff-Raketentriebwerken.

Es wird auf das geringe Gewicht des Triebwerks im Vergleich zur Schubentfaltung hingewiesen. Mit Motorgewicht unter 1000 Kg der Schub beträgt 25 Tonnen, das spezifische Gewicht des Triebwerks, d. h. das Gewicht pro Schubeinheit, beträgt also nur

Zum Vergleich sei darauf hingewiesen, dass ein konventioneller, von einem Propeller angetriebener Kolbenflugmotor ein spezifisches Gewicht von 1–2 . hat kg / kg, d. h. mehrere zehnmal mehr. Wichtig ist auch, dass sich das spezifische Gewicht des Flüssigtreibstofftriebwerks bei einer Änderung der Fluggeschwindigkeit nicht ändert, während das spezifische Gewicht des Kolbentriebwerks mit zunehmender Geschwindigkeit schnell anwächst.

Raketentriebwerk für Raketenflugzeuge

FEIGE. 32. Projekt eines Flüssigtreibstoff-Raketentriebwerks mit einstellbarem Schub.

1 - bewegliche Nadel; 2 - der Bewegungsmechanismus der Nadel; 3 - Kraftstoffversorgung; 4 - Zufuhr des Oxidationsmittels.

Die Hauptanforderung an ein Flüssigkeitsstrahltriebwerk eines Flugzeugs ist die Fähigkeit, den Schub, den es entwickelt, in Übereinstimmung mit den Flugbedingungen des Flugzeugs zu ändern, bis das Triebwerk im Flug gestoppt und wieder gestartet wird. Die einfachste und gebräuchlichste Art, den Triebwerksschub zu ändern, besteht darin, die Kraftstoffzufuhr zur Brennkammer zu regulieren, wodurch sich der Druck in der Kammer und der Schub ändern. Dieses Verfahren ist jedoch nachteilig, da bei einem Absinken des Drucks in der Brennkammer, der zur Reduzierung des Schubs abgesenkt wird, der Anteil der Wärmeenergie des Treibstoffs, der in die Geschwindigkeitsenergie des Strahls umgewandelt wird, nimmt ab. Dies führt zu einer Erhöhung des Kraftstoffverbrauchs um 1 Kg Schub, und damit um 1 l. mit... Leistung, das heißt, der Motor beginnt weniger wirtschaftlich zu arbeiten. Um diesen Nachteil abzumildern, verfügen Flugzeugtriebwerke mit Flüssigtreibstoff oft über zwei bis vier Brennkammern statt einer, was es ermöglicht, bei reduzierter Leistung eine oder mehrere Kammern abzuschalten. Die Schubregelung durch Änderung des Drucks in der Kammer, d. h. durch Kraftstoffzufuhr, bleibt auch in diesem Fall erhalten, wird aber nur in einem kleinen Bereich, bis zur Hälfte des Schubes der abzuschaltenden Kammer, verwendet. Die vorteilhafteste Möglichkeit, den Schub eines Flüssigtreibstoff-Raketentriebwerks zu regulieren, wäre die Änderung des Strömungsquerschnitts seiner Düse bei gleichzeitiger Reduzierung der Treibstoffzufuhr, da in diesem Fall eine Verringerung der zweiten Menge ausströmender Gase erreicht würde unter Beibehaltung des Drucks in der Brennkammer und damit der Durchflussmenge unverändert. Eine solche Einstellung des Strömungsquerschnitts der Düse könnte beispielsweise mit einer beweglichen Nadel mit einem speziellen Profil erfolgen, wie in Abb. 32, die ein Projekt eines Flüssigtreibstofftriebwerks mit einem derart geregelten Schub zeigt.

FEIGE. 33 zeigt ein Einkammer-Flugzeugraketentriebwerk, und FIG. 34 - das gleiche Triebwerk mit Flüssigtreibstoff, jedoch mit einer zusätzlichen kleinen Kammer, die im Reiseflugmodus verwendet wird, wenn ein kleiner Schub erforderlich ist; die Hauptkamera schaltet sich komplett aus. Beide Kameras arbeiten im maximalen Modus, und die große entwickelt Traktion bei 1700 kg, und klein - 300 Kg so dass der Gesamtschub 2000 . beträgt Kg... Der Rest der Motoren ist ähnlich aufgebaut.

Die in FIG. 33 und 34 laufen mit selbstentzündlichem Kraftstoff. Dieser Kraftstoff besteht aus Wasserstoffperoxid als Oxidationsmittel und Hydrazinhydrat als Kraftstoff im Gewichtsverhältnis 3:1. Genauer gesagt handelt es sich bei dem Kraftstoff um eine komplexe Zusammensetzung aus Hydrazinhydrat, Methylalkohol und Kupfersalzen als Katalysator, die eine schnelle Reaktion gewährleistet (auch andere Katalysatoren werden verwendet). Der Nachteil dieses Kraftstoffs besteht darin, dass er Motorteile angreift.

Das Gewicht des Einzelkammermotors beträgt 160 Kg, das spezifische Gewicht ist

Pro Kilogramm Schub. Motorlänge - 2,2 " m... Brennkammerdruck - ca. 20 an einer... Bei Betrieb mit minimaler Kraftstoffzufuhr, um den niedrigsten Schub zu erzielen, der 100 entspricht Kg, sinkt der Druck im Brennraum auf 3 an einer... Die Temperatur in der Brennkammer erreicht 2500 ° C, die Durchflussrate der Gase beträgt etwa 2100 m / Sek... Der Kraftstoffverbrauch beträgt 8 kg / Sek, und der spezifische Kraftstoffverbrauch beträgt 15,3 Kg Kraftstoff für 1 Kg Schub pro Stunde.

FEIGE. 33. Einkammer-Raketentriebwerk für Raketenflugzeuge

FEIGE. 34. Zweikammer-Flugraketentriebwerk.

FEIGE. 35. Schema der Kraftstoffversorgung in einem Flugmotor mit Flüssigtreibstoff.

Ein Diagramm der Kraftstoffversorgung des Motors ist in Abb. 35. Wie beim Raketentriebwerk erfolgt die Zufuhr von Treibstoff und Oxidationsmittel, die in getrennten Tanks gespeichert sind, unter einem Druck von etwa 40 an einer Pumpen, die von einer Turbine angetrieben werden. Eine allgemeine Ansicht der Turbopumpeneinheit ist in Abb. 36. Die Turbine arbeitet mit einem Dampf-Gas-Gemisch, das nach wie vor durch die Zersetzung von Wasserstoffperoxid in einem Dampf-Gas-Generator, der hier mit einem festen Katalysator gefüllt ist, anfällt. Vor dem Eintritt in die Brennkammer kühlt der Kraftstoff die Düsenwände und die Brennkammer, indem er in einem speziellen Kühlmantel zirkuliert. Die zur Steuerung des Triebwerksschubs während des Fluges erforderliche Änderung der Treibstoffzufuhr wird durch eine Änderung der Zufuhr von Wasserstoffperoxid zum Dampf- und Gasgenerator erreicht, was eine Änderung der Turbinendrehzahl bewirkt. Die maximale Drehzahl der Turbine beträgt 17.200 U/min. Der Motor wird über einen Elektromotor gestartet, der die Turbopumpeneinheit in Rotation versetzt.

FEIGE. 36. Turbopumpeneinheit von Flugzeugraketentriebwerken.

1 - Zahnrad des Antriebs vom Startelektromotor; 2 - Oxidationsmittelpumpe; 3 - Turbine; 4 - Kraftstoffpumpe; 5 - Turbinenauspuffrohr.

FEIGE. 37 zeigt eine schematische Darstellung des Einbaus eines Einkammer-Raketentriebwerks in den hinteren Rumpf eines der experimentellen Raketenflugzeuge.

Der Zweck von Flugzeugen mit Flüssigkeitsstrahltriebwerken wird durch die Eigenschaften von Flüssigkeitsraketentriebwerken bestimmt - hoher Schub und dementsprechend hohe Leistung bei hohen Fluggeschwindigkeiten und großen Höhen sowie geringer Wirkungsgrad, d.h. hoher Treibstoffverbrauch. Daher werden Flüssigtreibstoff-Raketentriebwerke normalerweise in militärischen Abfangjägerflugzeugen installiert. Die Aufgabe eines solchen Flugzeugs besteht darin, beim Empfang eines Signals über die Annäherung feindlicher Flugzeuge schnell abzuheben und eine große Höhe zu erreichen, in der diese Flugzeuge normalerweise fliegen, und dann mit seinem Vorteil in der Fluggeschwindigkeit eine Luftschlacht auszulösen auf den Feind. Die Gesamtflugdauer eines Flugzeugs mit Flüssigkeitsstrahltriebwerk wird durch die Treibstoffmenge des Flugzeugs bestimmt und beträgt 10-15 Minuten, daher können diese Flugzeuge in der Regel nur im Bereich ihres Flugplatzes Kampfhandlungen durchführen.

FEIGE. 37. Schema der Installation eines Flüssigtreibstoffmotors in einem Flugzeug.

FEIGE. 38. Raketenjäger (Ansicht in drei Projektionen)

FEIGE. 38 zeigt einen Jäger-Abfangjäger mit dem oben beschriebenen LPRE. Die Abmessungen dieses Flugzeugs sind, wie auch andere Flugzeuge dieses Typs, in der Regel klein. Das Gesamtgewicht des Flugzeugs mit Treibstoff beträgt 5100 Kg; die Kraftstoffreserve (über 2,5 Tonnen) reicht nur für 4,5 Minuten Motorbetrieb bei voller Leistung. Maximale Fluggeschwindigkeit - über 950 km/h; die Decke des Flugzeugs, d. h. die maximale Höhe, die es erreichen kann - 16.000 m... Die Steiggeschwindigkeit des Flugzeugs zeichnet sich dadurch aus, dass es in 1 Minute von 6 auf 12 . steigen kann km.

FEIGE. 39. Das Gerät eines Raketenflugzeugs.

FEIGE. 39 zeigt die Vorrichtung eines anderen Flugzeugs mit einem Raketentriebwerk; Es ist ein Prototyp-Flugzeug, das gebaut wurde, um eine Geschwindigkeit zu erreichen, die die Schallgeschwindigkeit übersteigt (d. h. 1200 km/h in Bodennähe). Im Flugzeug, im hinteren Teil des Rumpfes, befindet sich ein Flüssigtreibstoff-Triebwerk mit vier identischen Kammern mit einem Gesamtschub von 2720 Kg... Motorlänge 1400 mm, maximaler Durchmesser 480 mm, Gewicht 100 Kg... Die Treibstoffreserve des Flugzeugs, die als Alkohol und Flüssigsauerstoff verwendet wird, beträgt 2360 l.

FEIGE. 40. Vierkammer-Flugmotor mit Flüssigtreibstoff.

Die Außenansicht dieses Motors ist in Fig. 1 gezeigt. 40.

Andere Anwendungen von Flüssigtreibstoff-Raketentriebwerken

Neben der Hauptanwendung von Flüssigtreibstoff-Raketentriebwerken als Triebwerke für Langstreckenraketen und Raketenflugzeuge werden sie derzeit in einer Reihe weiterer Fälle eingesetzt.

LRE ist weit verbreitet als Triebwerk für schwere Raketengeschosse verwendet worden, ähnlich dem in Fig. 1 gezeigten. 41. Der Motor dieses Projektils kann als Beispiel für den einfachsten Raketenmotor dienen. Kraftstoff (Benzin und flüssiger Sauerstoff) wird der Brennkammer dieses Motors unter dem Druck von Inertgas (Stickstoff) zugeführt. FEIGE. 42 zeigt ein Diagramm eines schweren Flugkörpers, der als starkes Flugabwehrprojektil verwendet wird; das Diagramm zeigt die Gesamtabmessungen der Rakete.

Flüssigraketentriebwerke werden auch als Startflugzeugtriebwerke verwendet. In diesem Fall wird manchmal eine Zersetzungsreaktion von Wasserstoffperoxid bei niedriger Temperatur verwendet, weshalb solche Motoren als "kalt" bezeichnet werden.

Es gibt Fälle, in denen Flüssigtreibstoff-Raketentriebwerke als Beschleuniger für Flugzeuge, insbesondere Flugzeuge mit Turbostrahltriebwerken, verwendet werden. In diesem Fall werden die Kraftstoffförderpumpen manchmal von der Welle des Turbostrahltriebwerks angetrieben.

Flüssigtreibstoff-Raketentriebwerke werden neben Pulvertriebwerken auch zum Starten und Beschleunigen von Flugfahrzeugen (oder deren Modellen) mit Staustrahltriebwerken eingesetzt. Wie Sie wissen, entwickeln diese Triebwerke bei hohen Fluggeschwindigkeiten und hohen Schallgeschwindigkeiten einen sehr hohen Schub, entwickeln jedoch beim Start überhaupt keinen Schub.

Schließlich sei noch eine weitere Anwendung von Flüssigtreibstoff-Raketentriebwerken erwähnt, die in letzter Zeit stattgefunden hat. Um das Verhalten eines Flugzeugs bei einer hohen Fluggeschwindigkeit zu untersuchen, die sich der Schallgeschwindigkeit nähert und diese überschreitet, sind ernsthafte und teure Forschungsarbeiten erforderlich. Insbesondere ist es erforderlich, den Widerstand der Flugzeugflügel (Profile) zu bestimmen, was üblicherweise in speziellen Windkanälen durchgeführt wird. Um in solchen Rohren Bedingungen zu schaffen, die einem Flugzeugflug mit hoher Geschwindigkeit entsprechen, sind Kraftwerke mit sehr hoher Leistung erforderlich, um die Ventilatoren anzutreiben, die eine Strömung in dem Rohr erzeugen. Infolgedessen ist der Bau und Betrieb von Rohren zur Prüfung bei Überschallgeschwindigkeit enorm.

In jüngster Zeit wird neben dem Bau von Überschallrohren auch das Problem der Untersuchung verschiedener Flügelprofile von Hochgeschwindigkeitsflugzeugen sowie des Testens von Staustrahl-Luftstrahltriebwerken mit Hilfe von Flüssigkeitsstrahl gelöst

FEIGE. 41. Raketengeschoss mit LPRE.

Motoren. Nach einer dieser Methoden wird das zu untersuchende Profil auf einer entfernten Rakete mit einem Flüssigtreibstoff-Triebwerk ähnlich dem oben beschriebenen installiert und alle Messwerte der Instrumente zur Messung des Profilwiderstands im Flug werden per Funk auf den Boden übertragen Telemetriegeräte.

FEIGE. 42. Schema des Geräts eines leistungsstarken Flugabwehrprojektils mit Raketenmotor.

7 - Kampfkopf; 2 - ein Zylinder mit komprimiertem Stickstoff; 3 - Tank mit einem Oxidationsmittel; 4 - Kraftstofftank; 5 - Flüssigkeitsstrahltriebwerk.

Auf andere Weise wird ein spezieller Raketenwagen gebaut, der sich mit Hilfe eines Flüssigtreibstoff-Raketentriebwerks entlang der Schienen bewegt. Die Ergebnisse der Prüfung des auf einem solchen Wagen installierten Profils in einem speziellen Wiegemechanismus werden von speziellen automatischen Geräten erfasst, die sich ebenfalls am Wagen befinden. Ein solcher Raketenwagen ist in Fig. 1 gezeigt. 43. Die Länge der Strecke kann 2-3 . erreichen km.

FEIGE. 43. Raketenwagen zum Testen von Flügelprofilen von Flugzeugen.