Для полноты картины, поскольку наша программа
Pulsejet-Sim касается пульсирующих ВРД — небольшой лекторий на тему "Когда Земля была еще тепленькой, и по ней ходили мамонты и динозавры"
, а точнее, на тему истории авиации "
Что такое пульсирующий воздушно-реактивный двигатель, с чем его едят, и как с ним бороться"
Очень, надо сказать, познавательный, оставайтесь с нами, скучно не будет
.
Итак,
Этап №1 — классический ПуВРД тип Argus
Вопрос, откуда все взялось? Все придумал, конечно же, никакой не Караводин и не Кибальчич
, а простой немчик — немецкий инженер-изобретатель Пауль Шмидт в году так 193... каком-то. Но нормального двигателя сделать не смог, хотя в рейхсминистерстве авиации, которое "бомбил" товарисчь Шмидт своими письмами, посчитали, тем не менее, идею перспективной и передали ее для доработки на фирму Argus. А надо сказать, это крутая была фирма, со своими собственными авиационными моторами и все такое. Фирма позвала на подмогу человек так... двадцать настоящих докторов и профессоров. Среди них доктора-профессора Дидрих, Госслау, Зобель, Шульц-Грунов и другие. Кстати, профессор Шульц-Грунов на этом изделии изобрел так называемый метод характеристик, без которого и сегодня распространение ни одной ударной волны не рассчитать
.
Короче, немецкие профессора взялись дружно за трубу, которую придумал Пауль Шмидт, да так взялись, что в течение 2 лет вылизали ее настолько, что после них за 80 лет никто не смог придумать больше чем ничего
. Это вот такая труба, с передней стороны закрытая впускными лепестковыми клапанами специальной немецкой конструкции, тоже отработанной профессорами до блеска
:
Процесс работы у трубы получился крайне простой в описании, но крайне сложный в натуре. Выглядит все так — вначале в некоей камере сгорания, которая находится в небольшом расширенном участке трубы за клапанами, поджигается топливо-воздушная смесь. Давление в камере резко повышается, а газы истекают через резонансную трубу, выталкивая воздух. Далее, за счет истечения, разгона и инерции газового столба давление в камере падает ниже атмосферного, открываются лепестковые клапаны, и камера наполняется новой порцией смеси. После воспламенения которой цикл повторяется.
Профессора в начале на моделях, а потом и на натурном образце диаметром 550 мм отработали все элементы до последнего болта и фасочки на кончике трубы, в результате чего пульсирующий воздушно-реактивный двигатель (ПуВРД) фирмы Argus модели As 109-014 получил законченный вид и тягу 300 кг. Это позволило немецкой фирме Fieseler разработать и начать массовое производство своей знаменитой крылатой ракеты Fieseler-103 или той самой V-1, вот этой:
И несмотря на сопли и плач савецких коммунистов, это оказалось самое эффективное немецкое оружие времен 2-й мировой войны — затраты на производство 1 ракеты были просто смехотворные (комунисты уже 80 лет талдычат как попки, что это все от использования труда заключенных, но эка невидаль, товарисчь Берия не даст соврать
), а вот ущерб от ее заряда в 900 кг был настолько нешуточный, что просто даже не с чем сравнивать разрушения Лондона 1944 года. Но. Эффективность была достигнута только и исключительно массовостью производства и применения по площадям (выпущено более 25.000 копий !!!) — для точечных единичных ударов это оружие не годилось от слова совсем.
Кроме того, классический клапанный пульсирующий двигатель от профессоров имел сразу 5 серьезных недостатков
:
1.
Очень плохая экономичность вследствие низкого давления в камере (максимально не более 2,5 бар). Это давление определяет КПД двигателя, обратно пропорциональный удельному, на 1 кг тяги, расходу топлива. Который оказался в добрых 5-6 раз выше, чем у поршневых двигателей, и в 2,5 раза выше, чем у первых немецких турбореактивных двигателей. Отсюда сразу следовала ограниченная дальность полета ракеты V-1 — не более 300 км.
2.
Очень сильный шум. Оригинальный двигатель Argus имел 48-50 Гц частоту и более 150 дБ шуму, причем такого, что, как говорят, когда он пролетал над мирными английскими лугами, коровки некоторые не выдерживали
.
3.
Очень сильные вибрации. Это фатально влияло на все крепления-соединения ракеты V-1, а также на всю радиоэлектронную аппаратуру, что потребовало очень длительной доводки.
4.
Очень высокая температура стенок трубы — более 1000 С. Из-за этого первоначальные проекты с размещением пульсирующего двигателя внутри фюзеляжа ракеты не вышли, и пришлось ставить двигатель снаружи фюзеляжа.
5.
Очень малый ресурс лепестковых клапанов — всего 20-30 минут. Но немцы не были бы настоящими немцами - продолжительность полета точно укладывалась в ресурс клапанов, а стабильность и надежность этого узла профессора довели до полного совершенства.
Но, несмотря на все недостатки, они окупались и окупились чрезвычайно низкой себестоимостью — это же просто труба!
И совершенно естественно, что так называемые "союзники" все как один захотели себе такую же. Для чего были мобилизованы все силы-средства разведок, шпиёнов и диверсантов, чтобы добыть себе трофеев. И побольше. И когда в 1944 году такие трофей добыли, то пошло-поехало
:
Американская копия V-1 это Republic JB-2 с пульсирующем двигателем от настоящего Форда модели PJ31
— ударная крылатая ракета "поверхность-поверхность" для ВМС США образца 1945 года, серийно выпускавшаяся:
Савецкая копия V-1 это 10Х от товарисча Челомея
— опытная ударная крылатая ракета образца 1947 года, так и не ставшая серийной:
Французская почти копия V-1 это ARSAERO CT 10 (Arsenal/SFECMAS Ars 5501) — всего лишь мишень, не ракета:
И было бы странно, если бы не копировали, потому что этими ракетами было усеяно все побережье Ла-Манша
.
Но в отличие от других, Штаты все делали с особым размахом, и строго с учетом немецкого опыта (для эффективности необходима массовость), поскольку много немчиков оказались у них, в том числе, по программе "Скрепка". Поэтому планировалось изготовить аж 70.000 крылатых ракет, но... дело ограничилось только 1300 штук с хвостиком — пропала надобность в массовости, а как только она пропала, тут же турбореактивный двигатель взял верх. Но выпущенные ракеты еще долго, до середины 50-х, запускали и отрабатывали всякие разности, что дало Штатам большой опыт в применении крылатых ракет
.
При копировании двигателя марки Форд, вероятно, никаких немецких профессоров-докторов до работы все же не пустили (враги же, чо, а американчеги сами с усами
), поэтому американские отчеты с исследованиями ПуВРД типа Argus 1944-47 годов отличаются от немецких примерно как конспекты студентов-первокурсников от... докторских диссертаций
. Но Америка не была бы Америкой, если бы не ее безграничные ресурсы. Поэтому американские инженеры смогли-таки сделать одно единственное, но очень важное усовершенствование - они применили новейшее на тот момент неопреновое покрытие фирмы Дюпон на лепестки клапанов. В результате ресурс клапанов увеличился во много раз, до 3 часов. Хотя это только на пониженном режиме, на полном газу больше 40 минут добиться так и не удалось. Но и это тоже был очень неплохой результат.
Кроме того, и это самое важное — американцы использовали это оружие, похоже, со своей собственной системой наведения, и именно по кораблям, а совсем не по площадям (а где в море площади-то?
). Тут надо сказать, что любой корабль — это крайне массивная железяка, для которой даже в середине 40-х можно было сделать систему автоматического наведения, которую Америка, вероятно, и исполнила. Немчики почему-то то ли не догадались об этом, то ли решили, что их субмарины сами справятся с кораблями союзников (а зря).
Совок же оказался как обычно и всегда
— совок он и в Африке. Никто в совке так и не понял, что вся фишка этой ракеты по наземным целям - только в массовости производства и применения, иначе ее можно применять только для флота по кораблям. Куда там
. Товарисчь Челомей, как и все вокруг великие савецкие копировщики трофейной немецко-американской авиационной техники, бил себя в грудь и утверждал, что это он сам лично (!) придумал двигатель Argus еще в 1942 году. Но ракета 10Х и все ее модификации имени товарисча Челомея почему-то никак не получались и косяками падали все время не туда...
Тут необходимо отметить, что немецкая научно-инженерно-конструкторская мысль и школа обеспечили точность попадания ракеты V-1 на расстоянии 300 км от точки пуска в круг около 3 км — и без никакого радиоуправления, автоматического наведения и GPS, только точная инерциальная система, за счет электроники и немецкой прецизионной точности гироскопов
. Что было более чем достаточно, чтобы разбомбить пол-Лондона через Ла-Манш. Совецкие же копировщики (а какая конструкторская школа в церковно-приходской и рабфаке?), из-за кривых рук и отсутствия, за полной ненадобностью, собственного мозга
, не могли с 200 км попасть даже в 5 км, поэтому савецким маршалам было непонятно, что бомбить с такой низкой точностью (хотя, если руками зеков-врагов трудавога народу товарисча Берии сделать бесплатно 100.000 ракет, то было бы тоже вполне себе ничего
, просто по теории вероятности). А сделать автоматическую систему наведения по кораблям, как США — это примерно как ответить на вопрос, где Америка и куда совок
.
Короче, совецкие маршалы от ВВС ни в какую не хотели брать на вооружение это г... (они просто хотели другое г...
). Поэтому уже в начале 50-х годов все эти прожекты товарисча Челомея были принудительно, высочайшим указом, закрыты, у товарисча Челомея отобрали его КБ (а как он хотел?
), а сам товарисчь Челомей чуть было не загремел под реальные фанфары, когда товарисчь Сталин, покуривая свою трубку в усы, обозвал его мошенником или еще как покрепче...
Вероятно, товарисчь Сталин не поверил товарисчу Челомею, что это он все изобрел
. Но кто-то товарисча Челомея все же спас. Хотя, вероятно, при определенном условии
(и мы даже подозреваем, кто это был
). Потому что далее все, что относилось к проектам 10Х и иже с ними было как с куста уничтожено полностью и без остатка, чтобы ни врагу, ни своим ничего не досталось — у савецких собственная гордость, им никакой опыт нипочем.
Что же мы имеем со всего этого роЯ? Гору американских рассекреченных отчетов 1944-57 годов по этой теме, а также немецкие материалы от настоящих немецких разработчиков, инженера Шмидта и профессоров Госслау, Дидриха, Шульц-Грунова. И ровно 0 (нуль, зеро, баранка) материалов от тех совков, кто бил себя в грудь и рассказывал о своих приоритетах - все засекречено и по факту уничтожено на корню. Причем, так крепко, что и не было ничего.
Так что не дайте себя обмануть, как грится
, и почувствуйте разницу. Между ненавистным Западом, который рассекретил ненужное, на которое ранее были потрачены немалые денежки, чтобы этим мог пользоваться совершенно бесплатно любой желающий и, возможно, что-нибудь сделал полезное. И таким горячо любимым совком, который тупо потратил кровные народные (не забываем - в 50-х значительное количество совков-нищетосов жили даже не в домах, а в землянках
), а потом все собрал и выбросил в пропасть как ненужный хлам (ну, и правильно, чо - не вам же отдать, в самом деле?
).
На этом 1-й этап развития ПуВРД закончился и начался 2-й.
Этап №2 - классический ПуВРД, уменьшенная копия Argus
Это многочисленные американские летающие мишени.
Globe KD2G-2 Firefly (XKD5G-1) с двигателем Marquardt-PJ46 (по некоторым данным - Solar PJ32)
McDonnell TD2D Katydid с двигателем Solar PJ32, но с измененным боковым входным устройством (его впервые предложил для ПуВРД профессор Шульц-Грунов еще в 1944 году, но немчики считали, что прямой вход лучше)
Ну, и самый крутой аппарат — Curtiss KD2C Skeet
Крутизна образца марки Curtiss заключена в том, что это практически единственный на сегодня образец, в котором пульсирующий воздушно-реактивный двигатель установлен внутри фюзеляжа
. И это, похоже, полноразмерный двигатель, а не уменьшенная копия (точно тоже никто не знает
). С этой целью пришлось перенести топливные баки на концы крыльев под обтекатели аэродинамической формы. Но, как обычно и часто бывает, сложности с такой инновационной компановкой (попробуйте засунуть внутрь фюзеляза огненного вибрирующего и орущего монстра
) оказались выше технологических возможностей фирмы Curtiss. Тем более, что это был последний проект летательного аппарата, который пыталась сделать эта некогда знаменитая авиационная фирма. Поэтому он ничем не закончился, кроме опытных образцов, которые разъехались по многочисленным американским музеям. А жаль, на самом деле
.
У прочих мишеней было несколько более благополучная судьба, но несмотря на это, про них практически мало что известно. Ну, и как-то они все тоже проследовали в музеи после 50-х годов. И далее, где-то в 60-х годах прошлого столетия, наступил...
Этап №3 - безвременье
С этого момента в истории ПуВРД реально началось полное безвременье. Какие-либо серьезные работы прекратились, и практически все уехало в частные гаражи энтузазистов-авиамоделистов. Для которых даже 2 двигателя — уже большая серия
.
Тем не менее, в 60-х годах произошел некоторый всплеск интереса к ПуВРД, но не классического клапанного, а так называемого бесклапанного типа. По той простой причине, что в этой трубе уже тупо вообще нет никаких клапанов — это просто труба, которая будет работать сколь угодно долго, пока бензин есть или нержавейка не прогорит
.
Это вот такая кроказябра-тор образца инженера Локвуда (усовершенствованный образец французской фирмы Snecma)
и вот такая каракатица неизвестного инженера:
Работает эта труба несколько не так, как классический клапанный двигатель. Или даже совсем не так. У нее выброс газов после воспламенения идет сразу в обе трубы - и во впускную (их может быть несколько), и в выпускную, которые обе создают импульс тяги. Но за счет того, что впускная труба меньшей длины, появление разрежения в камере сгорания вначале реверсирует поток во впускной трубе, а далее, когда воздух проходит в камеру, начинается впуск. Из-за этого давление в камере еще меньше и редко превышает 1,5 бар, из-за чего бесклапанный двигатель еще менее эффективен чем клапанный (а куда ж еще-то?
), Но вследствие почти бесконечного ресурса досужий народ его больше любит
.
Но любить бесклапанный пульсирующий двигатель может только настоящий гаражный авиамоделист-конструктор
- у бесклапанника только пропал один из 5-ти главных недостатков классического ПуВРД (нет клапанов), остальные-то никуда не делись. Более того, поскольку бесплатного нигде никогда ничего не бывает, даже мышеловки, усилилась и стала тотально плохой (куда уж хуже) экономичность. Но и не только она, потому что добавился новый недостаток - сильно ухудшилась лобовая тяга, так как бесклапанник при одинаковых размерах за счет вдвое меньшего давления в цикле генерит и намного меньшую тягу.
Это значит, что в отличие от клапанного ПуВРД, бесклапанный явно не для больших скоростей.
Поэтому, хотя каракатица лучше вписывалась в летательный аппарат, чем кроказябра
., достичь 800-900 км/час ни на каракатице, ни на кроказябре никогда не получится. Но это и не всегда требуется. Именно поэтому авиамоделисты-гаражники продолжали лет 30 кряду резать и варить тонны нержавейки, строя каракатицы в перемешку с кроказябрами в почти промышленных масштабах. Пока не пришла беда откуда не ждали
— технологии развились настолько, что удалось создать серийные микро-ТРД. После чего уже в конце 90-начале 00-х остались только единицы энтузазистов, приверженцев ПуВРД...
За это время появился лишь один проект, который как-то производится малой серией. Это казанский Эникс Е95 - воздушная мишень с бесклапанным пульсирующим двигателем. В целом это довольно сложный и дорогостоящий комплекс, где двигатель занимает 0,0% - и даже непонятно, стоила ли эта игра свеч
: Это мы к тому, что если на подобную мишень, выпускаемую малыми сериями, вместо едва живой трубы поставить нормальный ТРД, цена всего комплекса (летательный аппарат, катапульта, кунг управления и еще куча всего) увеличится едва ли больше чем на 0,0%. Зато мишень превратиться в полноценный БПЛА. А так - невесть что, одно название.
Зато вяличия через край
. И оно особенно хорошо смотрится, когда все мишени по всему миру сейчас с турбореактивными двигателями
.
Насколько нам известно, разработка этого "двигателя" неспешно велась еще с начала 80-х годов под руководством инженера В.Н.Побежимова (просто сравниваем — немчики с нуля и полностью до конца разработали свой двигатель всего за 2 года
). Сказать больше не получается, поскольку мишени нигде и никогда не выделялись своими характеристиками - летит, ну, и ладно, до первого же выстрела
.
Кстати, о птичках - мы тоже в те же 80-е годы внесли некоторый вклад в пульсирующее дело (откуда и выросла наша программа Pulsejet-Sim
), наш маленький двигатель для БПЛА воздушного старта был клапанным и с боковыми входами-воздухозаборниками, почти как мечтал профессор Шульц-Грунов
, но имел очень крутую систему автоматического запуска в воздухе
И серия у нас была соответствующая - всего 3 двигателя
.
И так оно и шло неспешно дальше, поделка за поделкой, лет 30, пока не появилась очень странная, если даже не сказать — мутная
, американская компашка Wave Engine Corp. со своим типо супер-новейшим волновым двигателем, который на самом деле старая классическая труба инженера Локвуда 60-летней давности, которую они возрузили на некий странный аппарат Scitor:
В чем тут фишка и где профит, остается неизвестным уже лет 5 как минимум. Даже несмотря на наличие бывших топ-менеджеров Боинга и НАСА в списке консультантов и сотрудников компашки. Что уже наводит на мысли, что это, возможно, просто какая-то мойка денег
, а не настоящий проект - слишком уж несерьезно выглядят ее поделки. Но, возможно, скоро все выяснится...
Ну, и самая последняя разработка летательного аппарата с ПуВРД — это Трембита от компании ПАРС, ударный БПЛА
:
Тут бросается в глаза сходство двигателя Трембиты с двигателем Эникса Е95. А как мы уже знаем, это бесклапанный двигатель с очень низкой эффективностью, т.е. с очень большим расходом топлива. А низкая эффективность — это, в том числе, и низкая лобовая тяга, что не даст этому БПЛА лететь с высокой скоростью, хорошо если 500 км/час сможет набрать. В соответствии с этим далеко этот БПЛА не улетит, вряд ли дальше 200-300 км (а может, больше и не нужно?
).
Ну, и напоследок маленький расчетик (а как без него?). Стоимость микро-ТРД (турбореактивного двигателя), который, если надо, утащит БПЛА и далеко за сверхзвук, в среднем не превышает 8.000 долларов. А сколько стоит труба? Допустим, 800 долларов, вряд ли больше. А теперь представим, что надо сделать 4 партии БПЛАшек - 10 шт., 100 шт., 1000 шт. и 10.000 шт. Какова будет экономия на двигателе, если не надо очень быстро и далеко лететь?
Итак:
10 двигателей - экономия от применения ПуВРД вместо ТРД = 72.000 долларов. Но головняка будет гораздо больше, чем экономии
.
100 двигателей - экономия уже 720.000 долларов, и на самом деле есть над чем уже задуматься
.
1000 двигателей - экономия становится фантастической, 7.200.000 долларов (!
).
10.000 двигателей - экономия уже выходит в космос, 72.000.000 долларов (!!!
).
Можно подойти и с другой стороны. Пусть ДВС и ТРД стоит 20% от стоимости БПЛА. Тогда для любого количества БПЛА с ПуВРД в серии имеем стабильную экономия 18% по сравнению с БПЛА с ДВС или ТРД. Но эта экономия слишком мала при малой серии, и только с ростом количества БПЛА в серии станет значительной. Причем именно производство ПуВРД дает невиданную экономию материалов и трудозатрат.
А денежки-то на это все есть?
Вот то-то и оно...
Вспомним, а сколько немчики сделали копий V-1? 25.000? В 1944 году каждая ракета стоила 3500 рейхсмарок, потому что в среднем на каждую Фаy-1 расходовалось всего-навсего только 280 человеко-часов. По тогдашнему курсу это составляло всего навсего 1400 настоящих зелененьких
. Это, правда, была почти фантастическая сумма - на нее в 1944 году в настоящих Штатах можно было приобрести автомобиль, дом, мебель, кучу всего и еще бы осталось на какой-нибудь бизнес
.
К сожалению, с тех пор зеленые потерпели серьезную девальвацию, практически фиаско, и нынче это... сколько-сколько? ... 25.500 настоящих нынешних зеленых
. На них особо не разгуляешься, и дома с бизнесом точно не будет, а машинка скорее только БУ. Но интересно другое - если настоящая немецкая крылатая ракета нынче стоит меньше, чем современный автомобиль
, то вся немецкая программа выпуска ракеты V-1 - это 25.000 Х 25.500 = (сколько нулей на ум-то пошло?
) = 637 миллионов долларов
. А такие есть у кого-нибудь сейчас, чтобы получить выгоду в 180 миллионов долларов экономии на двигателе? Вот то-то же... А у немчиков были
.
Но зато теперь понятно, почему именно с ПуВРД, а не с ДВС и не ТРД
А ведь никто не мешал немчикам поставить на крылатую ракету поршневой ДВС. Но кто-то реально умный в министерстве авиации понял, что поднять серию из 25.000 ДВС совершенно нереально, ни технически, ни финансово, а вот сделать 25.000 труб легче легкого. И немчики в результате единственные в мире на сегодняшний день сделали массовую крылатую ракету - при любом другом решении ничего бы не получилось!
Но для нас сейчас все это не имеет ровным счетом никакого значения. Главное-то другое —
наша программа Pulsejet-Sim моделирует рабочий цикл, параметры и высотно-скоростные характеристики абсолютно ВСЕХ вышеперечисленных пульсирующих двигателей. И на сегодня это одна такая программа, других за 80 лет не придумали даже умные немчики
. Так что любой желающий может сам попробовать (не забудьте про VPN
) - это вот тут, если что
:
WWW.PULSEJET-SIM.COM
. До сего момента никто и нигде ни разу ее не видел в натуре, ее вы не найдете нигде ни в каких енторнетах, никакой ИИ-чат вам ее не нарисует, мы ее получили первые. 
вот научат, а потом начнут по подwarотням мегаполисов, пустыням, жундглям трубы пилякать 