Большая Советская Энциклопедия (ВО) - БСЭ БСЭ
Шрифт:
Интервал:
Закладка:
А. Л. Горелик.
Воздушно-космический самолёт
Возду'шно-косми'ческий самолёт (ВКС), новый вид пилотируемого реактивного летательного аппарата (в частности, крылатого) с несущей поверхностью, предназначенный для полёта в атмосфере и в космическом пространстве, сочетающий свойства самолёта и космического летательного аппарата. Рассчитан на многократное использование, должен взлетать с аэродромов, разгоняться до орбитальной скорости, совершать полёт в космическом пространстве и возвращаться на землю с посадкой на аэродром. Одно из основных назначений ВКС — снабжение обитаемых орбитальных станций и смена их экипажей. За счёт многоразового использования ВКС предполагается обеспечить большую его эффективность и экономичность в сравнении с современными ракетами-носителями. В США рассматривается возможность применения ВКС для военных целей. В качестве силовой установки ВКС предполагается сочетание воздушно-реактивного двигателя — для полёта в пределах атмосферы, и жидкостного ракетного двигателя — для полёта в космическое пространстве (см. Воздушно-ракетный двигатель ). Изучается также возможность применения ядерных силовых установок. Проводится исследование ряда сложных проблем, связанных с созданием ВКС, и разрабатываются (1970) отдельные проекты ВКС (например, «Астро» — в США, «Мустард» — в Великобритании) с начальной массой до нескольких сотен т .
Воздушно-ракетный двигатель
Возду'шно-раке'тный дви'гатель, комбинированный реактивный двигатель, в котором осуществляются циклы воздушно-реактивного двигателя и ракетного двигателя . Возможно использование в космонавтике для воздушно-космических самолётов . Иногда так называемый двигатель, в котором применяется в качестве окислителя сжиженный в полёте атмосферный воздух; такой гипотетический двигатель предполагается для длительных полётов в верхних слоях атмосферы.
Воздушно-реактивный двигатель
Возду'шно-реакти'вный дви'гатель (ВРД), реактивный двигатель , в котором для сжигания горючего используется кислород, содержащийся в атмосферном воздухе. ВРД приводит в движение летательные аппараты (самолёты, вертолёты, самолёты-снаряды). Сила тяги в ВРД возникает в результате истечения рабочих газов из реактивного сопла. Для получения большой скорости истечения газов из сопла воздух, поступающий в камеру сгорания ВРД, подвергается сжатию. В зависимости от способа сжатия воздуха ВРД делятся на турбокомпрессорные (ТРД), пульсирующие (ПуВРД) и прямоточные (ПВРД).
Турбокомпрессорные ВРД (ТРД) имеют компрессор с приводом от газовой турбины, что позволяет независимо от скорости полёта создавать сжатие воздуха, обеспечивающее большие скорости истечения газов из выходного (реактивного) сопла и большую силу тяги. ТРД широко применяется на самолётах, вертолётах, беспилотных самолётах-снарядах. ТРД можно устанавливать на катерах, гоночных автомобилях, аппаратах на воздушной подушке и др. (см. Турбокомпрессорный двигатель ).
Пульсирующий ВРД (ПуВРД) имеет (рис. 1 ) входной диффузор (для сжатия воздуха под влиянием кинетической энергии набегающего потока), отделённый от камеры сгорания входными клапанами, и длинное цилиндрическое выходное сопло. Горючее и воздух подаются в камеру сгорания периодически. При сгорании смеси давление в камере повышается, так как клапаны на входе автоматически закрываются, а столб газов в длинном сопле обладает инерцией. Газы под давлением с большой скоростью вытекают из сопла, создавая силу тяги. К концу процесса истечения давление в камере сгорания падает ниже атмосферного, клапаны автоматически открываются и в камеру поступает свежий воздух, впрыскивается топливо; цикл работы двигателя повторяется. ПуВРД способен создавать тягу на месте и при небольших скоростях полёта. Когда клапаны закрыты, ПуВРД имеет большое аэродинамическое сопротивление по сравнению с другими типами ВРД, небольшую тягу и используется лишь для аппаратов со скоростью полёта меньше звуковой.
В прямоточном ВРД (ПВРД) во входном диффузоре (рис. 2 ) воздух сжимается за счёт кинетической энергии набегающего потока воздуха. Процесс работы непрерывен, поэтому стартовая тяга у ПВРД отсутствует. При скоростях полёта ниже половины скорости звука (ниже 500 км/ч ) повышение давления воздуха в диффузоре незначительно, поэтому получаемая сила тяги мала. В связи с этим при скоростях полёта, соответствующих М < 0,5 (где М — число Маха, см. М-число ), ПВРД не применяется; при М = 3 (скорость полёта около 3000 км/ч ) давление в камере сгорания повышается примерно в 25 раз. ПВРД могут работать как на химическом (керосин, бензин и др.), так и на атомном горючем. При установке ПВРД на самолётах с меняющейся скоростью полёта, например на истребителях-перехватчиках, входное устройство должно иметь регулируемые размеры и изменяемую форму для наилучшего использования скоростного напора набегающего потока воздуха. Реактивное сопло также должно иметь регулируемые размеры и форму. Взлёт самолёта-перехватчика с ПВРД производится при помощи ракетных двигателей (на жидком или твёрдом топливе) и только после достижения скорости полёта, при которой воздух в диффузоре имеет достаточно высокое давление, начинает работу ПВРД. Основные преимущества ПВРД: способность работать на значительно больших скоростях и высотах полёта, чем ТРД; большая экономичность по сравнению с жидкостными ракетными двигателями (ЖРД), так как в ПВРД используется кислород воздуха, а в ЖРД кислород вводится в виде одного из компонентов топлива, транспортируемого вместе с двигателем; отсутствие движущихся частей и простота конструкции. Главные недостатки ПВРД: отсутствие статической (стартовой) тяги, что требует принудительного старта; малая экономичность при дозвуковых скоростях полёта. Применение ПВРД наиболее эффективно для полёта с большими сверхзвуковыми скоростями. ПВРД со сверхзвуковой скоростью сгорания топлива (в камере сгорания) называется гиперзвуковым прямоточным воздушно-реактивным двигателем (ГПВРД). Его применение целесообразно на летательных аппаратах при скоростях полёта, соответствующих М = 5—6. Области применения различных типов двигателей показаны на рис. 3 .
Лит.: Бондарюк М. М., Ильяшенко С. М., Прямоточные воздушно-реактивные двигатели, М., 1958.
Г. С. Скубачевский.
Рис. 2. Схема прямоточного воздушно-реактивного двигателя (ПВРД): 1 — воздух; 2 — диффузор; 3 — впрыск горючего; 4 — стабилизатор пламени; 5 — камера сгорания; 6 — сопло; 7 — истечение газов.
Рис. 1. Схема пульсирующего воздушно-реактивного двигателя (ПуВРД): 1 — воздух; 2 — горючее; 3 — клапанная решётка; 4 — форсунки; 5 — свеча; 6 — камера сгорания; 7 — выходное (реактивное) сопло.
Рис. 3. Области применения двигателей различных типов в зависимости от скорости полёта: H — высота полёта; М — число Маха; 1 — турбореактивные двигатели; 2 — турбореактивные двигатели с форсажной камерой; 3 — прямоточные воздушно-реактивные двигатели.
Воздушно-тепловой обогрев семян
Возду'шно-теплово'й обогре'в семя'н , один из приёмов подготовки семян к посеву; заключается в воздействии на семена тёплого атмосферного или искусственно подогретого воздуха (при вентиляции). В.-т. о. с. повышает пористость и воздухопроницаемость семенных оболочек, усиливает ферментативные процессы и тем самым способствует повышению энергии прорастания и всхожести семян. В весенние тёплые и сухие дни в амбарах и других зернохранилищах открывают окна и двери, а семена рассыпают тонким слоем, периодически перелопачивая их или пропуская через зерноочистительные машины. На открытых площадках в солнечные дни семена рассыпают на брезенте или дощатом настиле и перемешивают граблями.
Воздушные ванны
Возду'шные ва'нны, использование в лечебных и профилактических целях воздействия воздуха на обнажённое тело человека; один из методов аэротерапии .
Воздушные массы
Возду'шные ма'ссы, части нижнего слоя атмосферы — тропосферы , горизонтальные размеры которых соизмеримы с большими частями материков и океанов. Каждая воздушная масса обладает определённой однородностью свойств и перемещается как целое в одном из течений общей циркуляции атмосферы . При этом данная В. м. отделена от соседних пограничными зонами — фронтами (см. Фронты атмосферные ). Расчленение тропосферы на В. м. непрерывно меняется: в сложной системе воздушных течений В. м. перемещаются из одних областей Земли в другие, меняя при этом свои свойства, исчезая как индивидуальные объекты и формируясь заново.
