Атака на гиперзвук: летающая лаборатория «Холод»
ракета 5В28 с ГЛЛ "Холод" (кликабельно)
В конце 70-х годов в СССР была активизирована тематика реактивных двигателей на природном газе и водороде. А особенности их сгорания породили интерес и к гиперзвуковым прямоточным двигателям, в т.ч. криогенным. И в 1979 году были начаты работы по созданию гиперзвуковой летающей лаборатории. Интересовали огромные скорости и высоты, поэтому в качестве разгонного аппарата была использована самая большая в мире ЗУР комплекса С-200. На тот момент ничего лучшего для разгона в атмосфере не было.
Аппаратный отсек и сам гиперзвуковой аппарат (кликабельно)
Вместо боеголовки на ракете разместилась гиперзвуковая летающая лаборатория "Холод" (конечно, беспилотная) с осесимметричным ГПВРД Э-57*, работавшем на жидком водороде.
Первый полет состоятся 28 ноября 1991г. на знаменитом полигоне Сары-Шаган. Всего летающая лаборатория поднималась в воздух (на высоты 25-35 километров) семь раз, из них пять раз запуском двигателя. Максимальная скорость, достигнутая гиперзвуковой системой «Холод» составила 1855 м/с, что соответствует числу Маха М=6,49. При этом, после остановки двигателя по выработке топлива - двигатель еще сохранял очень приличный ресурс, так что можно было бы и еще, - если бы потребовалось. Но не потребовалось... Рекорд показал, что интереснее не осесимметричные ГПВРД, а плоские, они же и более удобные для компоновки летательных аппаратов
Первый полет состоятся 28 ноября 1991г. на знаменитом полигоне Сары-Шаган. Всего летающая лаборатория поднималась в воздух (на высоты 25-35 километров) семь раз, из них пять раз запуском двигателя. Максимальная скорость, достигнутая гиперзвуковой системой «Холод» составила 1855 м/с, что соответствует числу Маха М=6,49. При этом, после остановки двигателя по выработке топлива - двигатель еще сохранял очень приличный ресурс, так что можно было бы и еще, - если бы потребовалось. Но не потребовалось... Рекорд показал, что интереснее не осесимметричные ГПВРД, а плоские, они же и более удобные для компоновки летательных аппаратов
подготовка к пуску на полигоне Сары-Шаган (кликабельно)
Однако, усилия не пропали напрасно. Не считая того, что Э-57 был первым в мире гиперзвуковым двигателем на водороде, так еще и собранные в результате данные с удовольствием покупали американцы и французы. Более того, последние три запуска они же в заметной степени и финансировали. Впрочем, и у нас дела на месте не стоят - с начала 2000-х ведутся активные работы по программе «Игла» (ГЛЛ-ВК), второму поколению гиперзвуковых лабораторий. Первый полет должен был состояться в 2005 году, но каково состояние дел сегодня - сказать не могу.
* - ГПВРД Э-57 состоит из осесимметричного трехскачкового воздухозаборника, коаксиальной камеры сгорания и кольцевого сопла небольшой степени расширения. Обечайка и центральное тело образуют кольцевую камеру сгорания со специальным профилированием по длине. На стенках камеры размещены три пояса подачи водорода. Первый пояс подачи с нишевым стабилизатором пламени расположен на центральном теле. Здесь водород подается в камеру сгорания через 42 отверстия диаметром 1,7 мм. Второй пояс со ступенчатым стабилизатором пламени расположен на обечайке, третий пояс с нишевым стабилизатором – на центральном теле. Во втором и третьем поясах также имеются по 42 отверстия, но диаметром 2,1 мм. В этих поясах установлены стандартные авиационные свечи электрической системы воспламенения.
Камера сгорания имеет регенеративную систему охлаждения. Жидкий водород из бортовой емкости проходит по каналам в стенках обечайки и центрального тела, охлаждает огневые стенки, направляется через заслонки регулятора в пояса подачи и далее – через 126 упомянутых отверстий – в полость камеры сгорания. Напряженность режима работы камеры сгорания достаточно полно характеризуется двумя цифрами: температура стенок достигает 1200К, а водород, первоначально жидкий, охлаждая камеру сгорания, нагревается до 1000К.
На стенках воздухозаборника, центрального тела и обечайки размещены 68 отверстий для измерения давления в проточном тракте и 25 хромель-алюмелевых и хромель-копелевых термопар, предназначенных для измерения температуры стенки. Кроме того, 20 термопар различного типа установлены в тракте охлаждения, магистралях подачи и бортовой емкости водорода. Бортовая емкость для жидкого водорода состоит из внутреннего сосуда и наружного кожуха, связанных между собой опорами по торцам. В пространстве между ними создано разрежение с остаточным давлением менее 102 мм рт.ст. для термоизоляции внутреннего сосуда. Бортовая емкость, созданная специально для ГЛЛ «Холод», прошла большой объем автономной отработки и без замечаний работала в проведенных полетах.
+ ГЛЛ "Холод" в музее ЦИАМ
* - ГПВРД Э-57 состоит из осесимметричного трехскачкового воздухозаборника, коаксиальной камеры сгорания и кольцевого сопла небольшой степени расширения. Обечайка и центральное тело образуют кольцевую камеру сгорания со специальным профилированием по длине. На стенках камеры размещены три пояса подачи водорода. Первый пояс подачи с нишевым стабилизатором пламени расположен на центральном теле. Здесь водород подается в камеру сгорания через 42 отверстия диаметром 1,7 мм. Второй пояс со ступенчатым стабилизатором пламени расположен на обечайке, третий пояс с нишевым стабилизатором – на центральном теле. Во втором и третьем поясах также имеются по 42 отверстия, но диаметром 2,1 мм. В этих поясах установлены стандартные авиационные свечи электрической системы воспламенения.
Камера сгорания имеет регенеративную систему охлаждения. Жидкий водород из бортовой емкости проходит по каналам в стенках обечайки и центрального тела, охлаждает огневые стенки, направляется через заслонки регулятора в пояса подачи и далее – через 126 упомянутых отверстий – в полость камеры сгорания. Напряженность режима работы камеры сгорания достаточно полно характеризуется двумя цифрами: температура стенок достигает 1200К, а водород, первоначально жидкий, охлаждая камеру сгорания, нагревается до 1000К.
На стенках воздухозаборника, центрального тела и обечайки размещены 68 отверстий для измерения давления в проточном тракте и 25 хромель-алюмелевых и хромель-копелевых термопар, предназначенных для измерения температуры стенки. Кроме того, 20 термопар различного типа установлены в тракте охлаждения, магистралях подачи и бортовой емкости водорода. Бортовая емкость для жидкого водорода состоит из внутреннего сосуда и наружного кожуха, связанных между собой опорами по торцам. В пространстве между ними создано разрежение с остаточным давлением менее 102 мм рт.ст. для термоизоляции внутреннего сосуда. Бортовая емкость, созданная специально для ГЛЛ «Холод», прошла большой объем автономной отработки и без замечаний работала в проведенных полетах.
+ ГЛЛ "Холод" в музее ЦИАМ