Аэродинамические шипы: снижение сопротивления на сверхзвуковых скоростях.
Drag-reducing aerospike
Аэродинамический обтекатель-«зуб» снижает сопротивление при сверхзвуке, увеличивая дальность ракет (как Trident I на 550 км). Устройство создает отрывной ударный слой.
Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Введение
Аэроскопик – это устройство (см. конструкцию носового обтекателя), используемое для снижения аэродинамического сопротивления, вызванного давлением на переднюю часть тупых тел на сверхзвуковых скоростях. Аэроскопик создает отрывной скачок уплотнения перед телом. Между скачком уплотнения и передней частью тела образуется зона рециркуляции потока, которая действует как более обтекаемый профиль передней части, уменьшая сопротивление.
A drag reducing aerospike is a device (see nose cone design) used to reduce the forebody pressure aerodynamic drag of blunt bodies at supersonic speeds. The aerospike creates a detached shock ahead of the body. Between the shock and the forebody a zone of recirculating flow occurs which acts like a more streamlined forebody profile, reducing the drag.
Разработка
Эта концепция была использована на UGM-96 Trident I и, по оценкам, увеличила дальность на 550 км. Аэропик Trident состоит из плоской круглой пластины, установленной на выдвижном штанге, которая развертывается вскоре после того, как ракета прорывается через поверхность воды после запуска с подводной лодки. Использование аэропика позволило создать значительно более тупую форму носовой части, обеспечивая увеличенный внутренний объем для полезной нагрузки и двигательной установки без увеличения сопротивления. Это было необходимо, поскольку Trident I C4 был оснащен третьей ступенью для достижения требуемого увеличения дальности по сравнению с ракетой Poseidon C3, которую он заменил. Чтобы разместиться в существующих шахтах пусковых установок подводных лодок, двигатель третьей ступени пришлось устанавливать в центре постбустового блока, разместив возвращаемые боеголовки вокруг двигателя. Одновременно (в середине 1970-х годов) в КБ машиностроения (КБМ) был разработан аэропик для зенитной ракеты 9М39 комплекса 9К38 "Игла" (для снижения нагрева головки самонаведения в инфракрасном диапазоне и уменьшения волнового сопротивления), что и дало название всей системе (слово "игла" означает "игла"). Упрощенная версия "Игла-1" с другим типом головки самонаведения имела треногу вместо "иглы" для той же цели. Дальнейшее развитие этой концепции привело к созданию "воздушного шипа". Он формируется концентрированной энергией, создаваемой либо электрической дуговой установкой, либо импульсным лазером, проецируемой вперед от корпуса, что создает область горячего воздуха низкой плотности перед корпусом. В 1995 году на 33-й конференции по аэрокосмическим наукам было сообщено о проведении испытаний ракеты с защитным куполом и аэропиком на скорости до Маха 6, в ходе которых были получены количественные данные о давлении на поверхности и повышении температуры, подтверждающие возможность использования аэропиков на гиперзвуковых ракетах.
This concept was used on the UGM 96 Trident I and is estimated to have increased the range by 550 km. The Trident aerospike consists of a flat circular plate mounted on an extensible boom which is deployed shortly after the missile breaks through the surface of the water after launch from the submarine. The use of the aerospike allowed a much blunter nose shape, providing increased internal volume for payload and propulsion without increasing the drag. This was required because the Trident I C 4 was fitted with a third propulsion stage to achieve the desired increase in range over the Poseidon C 3 missile it replaced. To fit within the existing submarine launch tubes the third stage motor had to be mounted in the center of the post boost vehicle with the reentry vehicles arranged around the motor. At the same time (middle 1970s) an aerospike was developed in KB Mashinostroyeniya (KBM) for the 9M39 surface to air missile of 9K38 Igla MANPADS (in order to diminish heating of infrared homing seeker fairing and reduce wave drag), giving the name to the whole system ([[:wikt:игла means 'needle'). A simplified Igla 1 version with a different kind of target seeker featured a tripod instead of a 'needle' for the same purpose. Further development of this concept has resulted in the "air spike". This is formed by concentrated energy, either from an electric arc torch or a pulsed laser, projected forwards from the body, which produces a region of low density hot air ahead of the body. In 1995 at the 33rd Aerospace Sciences Meeting, it was reported that tests were performed with an aerospike protected missile dome to Mach 6, obtaining quantitative surface pressure and temperature rise data on the feasibility of using aerospikes on hypersonic missiles.