рассматривая тем самым процесс истечения из движущегося сопла. Таким образом, введением этого коэфициента в расчет автор несколько упрощает понимание явления.
Руа Морис. О ПОЛЕЗНОМ ДЕЙСТВИИ И УСЛОВИЯХ ПРИМЕНЕНИЯ РАКЕТНЫХ АППАРАТОВ. Перев. с франц. М. — Л. ОНТИ. Гл. ред. авиационной литературы. 1936. 211 стр. 53 рис. 300. 4 р. 35 к.
| С |
Книга посвящена вопросам исследования условий применения ракетных аппаратов для воздушных сообщений в пределах земной атмосферы.
Автор, не задаваясь вопросом, как строить ракетный аппарат, решает задачу, при каких условиях он выгоден. Ответ может быть получен при сравнении кпд и летных характеристик существующих летательных аппаратов с ракетными (скорости, потолка и радиуса действий).
Эта задача автором блестяще разрешена путем точного и подробного анализа режимов работы ракетных аппаратов.
Первые две главы части первой посвящены рассмотрению простейших реактивных аппаратов — ракет, несущих в себе взрывчатый состав, для горения которого не требуется специального подвода окислителя, так называемых пороховых ракет.
Исследование тяги и кпд ракетных аппаратов обычно заключается в рассмотрении тепловых процессов внутри камеры сгорания и сопла, истечения продуктов сгорания из сопла, а также дополнительного влияния скорости движения ракеты на энергетический баланс ракеты, для чего вводится в расчет скоростной коэфициент полезного действия. Морис Руа вводит новый коэфициент — «энергетический» (стр. 23), относя полезную работу к располагаемой не только тепловой, но и кинетической, за счет движения ракеты рассматривая тем самым процесс истечения из движущегося сопла. Таким образом, введением этого коэфициента в расчет автор несколько упрощает понимание явления.
Рассмотрение кпд приводит автора к заключению о нецелесообразности применения пороховых ракет для полетов с нормально осуществляемыми авиационными скоростями; лишь при скоростях полета порядка 3000 км/час кпд могут быть сравниваемы с винтомоторной группой самолета, причем радиус действия составляет лишь 1 —2 проц. от радиуса действия самолета. Если к этому добавить высокую стоимость горючего простых пороховых ракет, то станет ясной нецелесообразность применения подобных ракетных аппаратов для полетов. Несмотря на крайнюю конструктивную простоту, единственной областью применения их останется артиллерия, допускающая весьма большие скорости, ускорения и относительно небольшую дальность.
Следует отметить, что единственной осуществленной ракетой пока является пороховая ракета, дающая возможность получать большие ускорения, ибо только большая скорость пока позволяет достигнуть полетной устойчивости ракет. Несмотря на осуществление удачных моделей жидкостных ракетных моторов, как например моторы Зенгера, Американского ракетного общества и т. д., практически пригодной жидкостной ракеты, обладающей полетной устойчивостью при старте, пока получить не удалось.
Одной из причин низкого полного кпд пороховой ракеты является большая разность скоростей извержения продуктов сгорания и полета ракеты. Как способ повышения полного кпд автор предлагает применение инжектора, дающего возможность снизить скорость извержения продуктов сгорания при небольшом снижении тяги за счет увеличения извергаемой массы. Это увеличение может быть осуществлено присоединением засасываемого окружающего воздуха. Очевидно, такие ракеты могут летать только в атмосфере, притом достаточной плотности.
Автор вообще не рассматривает полетов на очень больших высотах, считая эту проблему в настоящее время не актуальной. Еще больше привлекает возможность получения скоростей для самолетов порядка 700—1000 км/час, при которых ракетные моторы обладают большим кпд, нежели обычные винтомоторные группы. Следовательно, автор пытается решить проблему не высоты, чем до сих пор занимались теоретики ракетного полета, а проблему скорости, причем скорости экономичной, полученной при минимальных затратах.
Автор не считает свои исследования по инжекционным пороховым ракетам достаточно исчерпывающими, справедливо полагая, что хотя в его работе проведены специальные изыскания по теории инжекторов, тем не менее опытного материала по инжекторам, в частности по числовым определениям потерь кинетической энергии в смесителе инжектора, крайне недостаточно.
Во всяком случае исследования автора ценны и тем, что дают направление экспериментальным работам, пред'являют требования экспериментаторам.
Вторая половина первой части (главы: «Простые ракеты на обычном горючем», «Ракеты на обычном горючем с инжектором») посвящена исследованию воздушных реактивных двигателей, изобретенных Рэне Лореном в 1908 г. (франц. пат. .№ 390266). К сожалению, автор рассматривает только тепловой и энергетический расчет воздушного реактивного двигателя (т. е. двигателя, несущего с собой горючее, забирающего окислитель из окружающей атмосферы и получающего тягу за счет реакции извержения продуктов сгорания), не рассматривая подробно его конструкции, хотя, повидимому, иное конструктивное выполнение подобного двигателя может в корне изменить характер теплового и аэродинамического (за счет различных потерь) процесса.
Относительно воздушно-реактивных аппаратов автор приходит к таким выводам.
Если допустить, что при увеличении скоростей полета обычной винтомоторной группы кпд винта не будет падать, то простой керосиновый воздушно-реактивный двигатель при скоростях полета в 1000 км/час сможет конкурировать с винтомоторной группой.
Если экспериментальная проверка подтвердит теоретические предположения, то применение инжектора к воздушно-реактивному мотору сможет облегчить конкуренцию с винтомоторной группой.
Так как при подобном увеличении скорости полета кпд винта падает, то это может служить только в пользу воздушно-реактивного мотора.
Во второй части (главы: «Реактивный винт» и «Заключения и выводы по второй части») автор рассматривает самодвижущиеся системы с винтовой реакцией. В этих системах винт снабжается соответствующе направлеными соплами, из которых извергаются продукты сгорания, давая составляющие как момента вращающего винта, так и тяги летящей системы. Так как сопла расположены на концах лопастей винта, то центробежная сила будет сжимать газы, находящиеся в полых лопастях, и выбрасывать их через сопла.
Некоторые изобретатели пытались использовать этот процесс для увеличения тяги. Автор показал, что из-за недостаточного сжатия за счет центробежной силы ηt слишком мало для практического использования, и сжатие следует осуществлять другим способом, как например сгоранием топлива, обладающего большой теплотворной способностью. Так например, совокупность поршневого мотора с системой вращающихся ракет будет работать, хотя и с меньшим полным кпд, нежели простая винтомоторная группа. Но если удастся осуществить новый тип двигателя, дающего непрерывное и полное расширение продуктов сгорания, несмотря на проход через полую лопасть в сопло, то можно добиться увеличения термодинамического кпд.
Применения инжекторов для вращающихся ракет автор не рассматривает. Не отвергая их, автор указывает, что только достаточный экспериментальный материал по инжекторам сможет дать право на рассмотрение вопроса о возможности их применения к вращающимся ракетам.
Автор полагает, что специальные исследования газовых инжекторов, которые смогли бы дать способы радикального уменьшения тепловых потерь, и соответствующие эксперименты дадут возможность увеличить кпд турбинных двигателей и кпд существующих двигателей при увеличении удельной мощности. Таким образом можно подойти к реальному разрешению проблемы применения ракетных аппаратов. Поэтому, если ныне винтомоторная группа дает возможность осуществить полеты со скоростями 400 — 600 км/час, то система вращающихся ракет позволит довести рациональные скорости движения системы до 700 — 800 км/час, а ракетный аппарат, движущийся собственно ракетой, позволит осуществить скорости до 1200—1500 км/час. А так как собственный кпд винта при увеличении скорости полета резко падает, то, повидимому, ракетным аппаратам принадлежит область больших скоростей.
Автор не рассматривает влияния высоты на работу вышеуказанных моторов. Известно, что применение летательных аппаратов на нормально эскплоатационных высотах при таких скоростях достаточно проблематично вследствие больших аэродинамических сопротивлений. Таким образом, выгодность ракетных аппаратов выступает еще более выпукло, ибо всякое увеличение высоты только ухудшает работу винтомоторной группы.
Нужно сказать, что воздушно-реактивный двигатель при соответствующей конструкции может улучшать свою работу при увеличении высоты (разумеется до своего потолка, который раза в два с половиной больше винтомоторной группы, а чистый ракетный двигатель только улучшает свою работу при увеличении высоты (под чистым ракетным двигателем понимается система, несущая с собой и горючие и окислитель).
Инж. В. ПРОКОФЬЕВ,
Военно-воздушная академия РККА
