«В ближайшие 10–20 лет благодаря развитию технологий существенно расширится применение беспилотных авиационных и околоземных космических систем, комплексных решений и услуг на их основе» — говорится во вводной части Дорожной карты Аэронет Национальной технологической инициативы. Технология, предложенная ниже, вполне может стать одной из тех, на которой будут базироваться дальнейшие разработки в этой сфере.
Патент: 2663440
Авторы: Сергей Куница, Тимур Ланевский, Андрей Попарецкий
Патентообладатели: ОДК — Уфимское моторостроительное производственное объединение (ПАО «ОДК-УМПО»)
Изобретение, как указано в описании, относится к газотурбинным двигателям, предназначенным для длительной работы на компактном дозвуковом малозаметном летательном аппарате типа «летающее крыло». Областей применения таких устройств можно найти множество: от геологоразведки и аэрофотосъемки труднодоступных местностей, до доставки грузов, например, в районы стихийных бедствий. Тяги электрических двигателей или роторов как у большинства дронов в таких случаях может оказаться недостаточно, здесь придется опираться на традиционный тип газотурбинного двигателя, который при этом будет органично сочетать мощностные характеристики, компактные размеры и простоту эксплуатации.
Существующие решения в этой сфере имеют ряд серьезных недостатков. Например, сложную систему регулирования расхода воздуха, что приводит к увеличению массы двигателя, снижению его надежности, увеличению гидравлического сопротивления в случае неудачной компоновки привода механизации и так далее. Еще один критический недостаток — отсутствие управляемого вектора тяги выхлопного сопла и отсутствие реверса тяги, что ограничивает маневренность аппарата, а также увеличивает длину пробега при посадке.
Запатентованный российскими инженерами бесфорсажный турбореактивный двигатель состоит из газогенератора, вентилятора, который соединен с турбиной низкого давления, канала внутреннего контура, соединенного с последней ступенью вентилятора и с компрессором высокого давления, а также канал наружного контура, соединенный с последней ступенью вентилятора и со смесителем, который выполнен с нерегулируемыми площадями.
За смесителем в данной конструкции установлен модуль реверса тяги, который позволяет отклонять поток смешанного газа на угол более 90° от направления струи газового потока. За модулем — плоское выхлопное сопло смешанного газа с каналом изогнутой формы, на внутреннюю поверхность стенок которого нанесено радиопоглощающее покрытие. Выхлопное сопло имеет регулируемые площади критического и выходного сечений.
Фактически, изобретателями создан бесфорсажный турбореактивный двигатель, который позволяет регулировать отбор воздуха в канал третьего контура с минимальными гидравлическими потерями. Далее воздух из третьего контура может подаваться в область выхлопного сопла для охлаждения его стенок. Модуль реверса тяги, в свою очередь, дает возможность отклонять поток смешанного газа канала наружного и внутреннего контуров с возможностью несимметричного отклонения вектора тяги в направлении движения летательного аппарата в полете, что повышает управляемость аппарата.
Изобретение российских инженеров позволяет снизить удельный расход топлива при минимальной массе конструкции, повысить маневренные качества летательного аппарата, а также снизить уровень заметности летательного аппарата в задней полусфере, что особенно важно при выполнении военных задач.
Подробности изобретения — в опубликованном патенте.