Развитие ПВРД и летательных аппаратов с ПВРД (1913-1948)

Зарождение идеи прямоточного воздушно-реактивного двигателя

ПВРД является одной из разновидностей воздушно-реактивных двигателей (ВРД). Работа ПВРД заключается в том, что атмосферный воздух, попадая во входное устройство двигателя со скоростью, равной скорости полета, сжимается за счет скоростного напора и поступает в камеру сгорания. Впрыскиваемое топливо сгорает, повышается теплосодержание потока, который истекает через реактивное сопло со скоростью, большей скорости полета. За счет этого и создается реактивная тяга ПВРД. Основным недостатком ПВРД является неавтономность, то есть неспособность самостоятельно обеспечить взлет и разгон летательного аппарата (ЛА). Требуется сначала разогнать ЛА до скорости, при которой запускается ПВРД и обеспечивается его устойчивая работа. В зависимости от скорости полета, расчетного числа М полета ПВРД (в соответствии с градацией по скоростям) делятся на дозвуковые (М<1), сверхзвуковые (1,2<М<5) и гиперзвуковые (5<М <20). В дозвуковых и сверхзвуковых ПВРД сгорание топлива происходит в дозвуковом потоке, а в гиперзвуковых ПВРД (ГПВРД) сгорание топлива происходит в свехзвуковом потоке.

 

Идея ПВРД была выдвинута французским инженером Рене Лореном в 1913 г. Он описал своё изобретение в статьях, опубликованных в журнале «Аэрофиль» за 1913 г. [12, с.17].

 

Много сил теоретическим и инженерным исследованиям этой схемы двигателя посвятил Фридрих Артурович Цандер. Первые упоминания о воздушно-реактивных двигателях у него имеются в стенограммах, датированных 1922 г. Ф.А.Цандер предлагает применять схему ПВРД в больших крылатых летательных аппаратах для облегчения их взлета с поверхности Земли. Он указывает, что если использовать кислород атмосферы, то экономия в весе и габаритах летательного аппарата получается весьма существенной [13, с. 77, 87, 108-123].

 

Ф.А.Цандер. 30-е годы.	Самолет Цандера.

 

В 1924 г. Константин Эдуардович Циолковский в своем труде «Космический корабль» также обращается к вопросу о применении ПВРД на атмосферном участке полёта, применительно к космическому кораблю для уменьшения его веса за счет использования кислорода атмосферы [ 14, с. 189, 191 ].

 

К.Э.Циолковский.	Б.С.Стечкин.

 

Англичанин Бенжамин Картер в 1926 г. взял патент на ПВРД для артиллерийских снарядов, но сведений об испытании его изобретения не имеется [12, с.17].

 

Борисом Сергеевичем Стечкиным в 1929 г. была разработана теория ВРД и впервые доказана практическая возможность создания ПВРД [15, с. 96-103].

 

Далее...