2 / 14
Проводимые в настоящее время во многих развитых странах ра-
боты по созданию гиперзвуковых летательных аппаратов (ГЛА) раз-
личного назначения [1–4] тесно связаны с модернизацией существу-
ющих и разработкой качественно новых технических средств для их
наземной отработки. В первую очередь это относится к созданию вы-
сокоэффективных установок и стендов для тепловых и прочностных
испытаний теплонагруженных узлов конструкции таких аппаратов.
Использование для этой цели гиперзвуковых аэродинамических труб
не позволяет в полной мере обеспечить исследование теплопрочно-
сти конструкции даже по одному из значимых параметров — времени
теплового воздействия, исчисляемому в условиях реального полета
десятками минут [5]. Сложности моделирования теплопрочностного
состояния ГЛА, обусловленные необходимостью переноса опытных
данных, полученных на модели, на натурное изделие, а также особен-
ности свойств используемых в них материалов, вынуждают проводить
испытания на моделях достаточно больших размеров с большой пло-
щадью нагрева.
Принципиальным в области разработок ГЛА вопросом являет-
ся выбор тягового двигателя. Определенные успехи, достигнутые в
области гиперзвуковых скоростей, доказывают эффективность приме-
нения гиперзвуковых прямоточных воздушно-реактивных двигателей
(ГПВРД) с внешним сжатием для рассматриваемого класса летатель-
ных аппаратов.
В работе [6] сформулированы основные проблемы создания ГЛА,
где в качестве ключевых отмечены: проектирование проточного тракта
двигателя при высоком уровне его интеграции с планером; создание
новых конструкционных элементов и узлов двигателя на основе вы-
сокотемпературных материалов и покрытий, способных выдерживать
необходимое время тепловые нагрузки в проточных трактах ГПВРД;
технологии проведения стендовых испытаний ГПВРД, интегрирован-
ных с летательным аппаратом, для определения характеристик двига-
теля в реальных условиях эксплуатации; разработка средств активной
тепловой защиты наиболее теплонапряженных участков конструкции
ГЛА и активных методов управления газодинамической структурой те-
чения; разработка оптимальной аэротермодинамической формы ГЛА.
При гиперзвуковых скоростях полета аэродинамические характе-
ристики планера летательного аппарата и его отдельных элементов
будут существенно влиять на тяговые характеристики силовой уста-
новки, так как взаимодействие ГЛА с гиперзвуковым потоком приво-
дит к возникновению ударно-волновых конфигураций, окружающих
поверхность всего аппарата и зависящих от компоновки ГЛА. Поэто-
му важной концептуальной задачей проектирования ГЛА должна быть
интеграция в единую систему фюзеляжа, крыльев и двигателя с уче-
том допустимого диапазона углов атаки, так как нижняя поверхность
50 ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2015. № 4