1 слайд. Заголовок

2 слайд. Тема работы. В данной работе будет представлено описание и свойства гиперзвукового прямоточного воздушно-реактивного двигателя. Подробное их изучение поможет оптимизировать сверхзвуковые технологии для их дальнейшего применения в тех или иных целях.

3 слайд. Основные проблемы. Для достижения наибольшего успеха в создании сверхзвуковых летательных аппаратов необходимо решить ряд ключевых проблем, в том числе:

 - разработка прямоточного двигателя со сверхзвуковой скоростью потока в камере сгорания

 - обеспечение теплозащиты поверхности ГЛА

Для этого необходимо иметь максимально точное представление о состоянии и эволюции течения в пограничном слое на внешней поверхности ГЛА и в канале силовой установки

 -

4 слайд. Прямоточный воздушно-реактивный двигатель. ПВРД – воздушно-реактивный двигатель прямой реакции, это значит, что тяга создается за счет реактивной струи, истекающей из сопла. Его особенностью является самая простая конструкция в классе ВРД. Сжатие воздуха происходит только за счет скоростного напора, а тепло подводится в камеру при постоянном давлении. Отсюда следует зависимость эффективности ПВРД от скорости и полная неработоспособность при нулевой скорости.

5 слайд. Принцип действия ПВРД. Повышение давления газа возникает за счет торможения встречного потока воздуха. Кинетическая энергия воздуха преобразуется во внутреннюю, что и приводит к повышению температуры и давления.

Далее сжатый воздух нагревается в камере сгорания за счет окисления подаваемого в него топлива. Затем происходит сжатие рабочего тела в сопле, ускорение и истечение со скоростью, выше скорости воздуха встречного потока, что и создает реактивную тягу

6 слайд. Гиперзвуковой прямоточный воздушно-реактивный двигатель. Отличается от ПВРД тем, что работает на сверхзвуковых скоростях. Диапазон рабочей скорости оценивается в 12-14 M. М- число Маха. Такие скорости больше характерны для ракет, однако в отличии от них, данный тип двигателя в качестве окислителя использует атмосферу.

7 слайд. Схема. Любой гиперзвуковой ПВРД имеет топливные форсунки, камеру сгорания, сопло и воздухозаборник, который сжимает входящий поток воздуха

8 слайд. Конструкция и основные сложности. При разработке конструкции необходимо решить и/или учесть следующие проблемы:
Уменьшение трения
Эффективное впрыскивание и смешивание топлива
Поддержание постоянной скорости сгорания
Минимальная скорость работы
Конструкция ГПВРД преследует цель уменьшения трения, а не увеличения тяги. Связано это с тем, что кинетическая энергия воздуха при таких высоких скоростях гораздо выше энергии от сжигания топлива.
Помимо этого проблемой является управление потоком внутри камеры сгорания. На сверхзвуковых скоростях нет обратного распространения процессов в камере сгорания, что делает невозможным регулирование тяги изменением размера входа в сопло. Также газ должен эффективно смешиваться с топливом и иметь достаточно времени для сгорания. Для этого необходимо максимально оптимизировать впрыск и смешивание топлива, как и порядок его впрыскивания.
Необходимость поддержания постоянной скорости сгорания накладывает ограничения на условия, при которых ГПВРД может функционировать. Необходимо поддерживать определенную высоту, скорость, динамическое давление.
Также поток газа должен сохранять свою сверхзвуковую скорость на всем пути ГПВРД для сохранения его свойств и устойчивости. Это определяет минимальную скорость работы данного двигателя.

9 слайд. Удельный импульс. Удельный импульс часто используют, как оценку эффективности двигателя. Удельный импульс ГПВРД обратно пропорционален скорости и высоты полета. Он имеет максимальное значение при минимальной скорости.

10 слайд. Преимущества и недостатки.
Преимущества:
Простота конструкции
Длительная и устойчивая работа
Большая дальность и скорость полета
Недостатки:
Необходимость эффективной охладительной системы и теплозащиты
Ограничения на траекторию полета
Необходимость в дополнительной двигательной системе для достижения минимальной рабочей скорости
Сложность испытаний

11 слайд. Плазменные двигатели. Космические плазменные двигатели разделяют на 3 типа:
Двигатель Холла
Ионный двигатель
VASIMR.
Принцип работы перспективных плазменных двигателей заключается в следующем: Электрическое и магнитное поле преобразовывают газ в плазму, а затем разгоняют ее до сверхзвуковых скоростей, создавая тягу.
Плазма – частично или полностью ионизированный газ. В данном случае ионизация происходит с помощью электромагнитного поля: напряженность поля достаточна для того, чтобы «выбить» электрон с внешних оболочек атомов газа.
В качестве рабочего тела обычно используют ксенон или криптон.
Двигатель Холла

12 слайд. Итоги. Как видно, недостатков у гиперзвукового ПВРД на данный момент больше преимуществ. Связаны они, в основном, с ограничениями нынешних технологий и недостаточной изученности вопроса. Поэтому до полного введения данной технологии на постоянное использование нужно решить ряд сложных технических проблем.

13 слайд. Список литературы.