Способ маневрирования гиперзвуковым летательным аппаратом

Изобретение относится к авиационно-космической технике, а именно к способам маневрирования гиперзвуковыми летательными аппаратами (ЛА). Для маневрирования ЛА наружную оболочку ЛА разделяют на четыре продольные части, электрически изолируют их друг от друга и на каждую из этих частей оболочки автономно подается электрический потенциал, величину и знак которого можно менять. При подаче на оболочку ЛА положительного электрического потенциала увеличится скорость, при подаче отрицательного – уменьшится. Достигается возможность маневрирования ЛА, а также уменьшение массы плазменного кокона, окружающего гиперзвуковой ЛА, что приводит не только к уменьшению степени разогрева его оболочки, но и к увеличению скорости летательного аппарата. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Как известно, к гиперзвуковым летательным аппаратам относятся такие аппараты, которые движутся в атмосфере Земли со скоростями, превышающими скорость звука в пять и более раз. Так как все это происходит на высотах от 30 до 90 километров от поверхности Земли, где атмосфера все еще имеет относительно высокую плотность, то вокруг летательного аппарата происходит интенсивный разогрев атмосферы до температуры 1600-2000 градусов по Цельсию, что приводит к возникновению плазмы.

В статье В.А. Федорова «Оценка величины концентрации электронов плазмы и ее частоты в окрестности гиперзвукового летательного аппарата при его движении в атмосфере» (Радиофизический институт им. академика А.Л. Минца, г. Москва) прямо указывается, что концентрация свободных электронов в плазменном коконе, окружающем гиперзвуковой летательный аппарат, колеблется от 10⁸ до 10¹⁸ см^-3 в зависимости от высоты и скорости полета. Кроме свободных электронов в плазме присутствуют также и положительно заряженные ионы, лишившиеся этих электронов.

Так как масса протона в 1836 раз больше массы электрона, а положительно заряженный ион состоит из протонов и нейтронов, то соотношение масс отрицательно заряженной части плазмы к ее положительно заряженной части превышает величину 1:10000. А это значит, что при подаче на оболочку летательного аппарата положительного электрического потенциала за счет сил электрического отталкивания масса плазмы, окружающей летательный аппарат, уменьшится тысячи раз, что сразу же приведет к уменьшению сил аэродинамического сопротивления и, как следствие, к увеличению скорости летательного аппарата. И наоборот, при подаче отрицательного электрического потенциала на оболочку летательного аппарата за счет сил электрического притяжения произойдет увеличение массы плазмы вокруг летательного аппарата, что приведет к аэродинамическому торможению и уменьшение скорости аппарата.

Поэтому, если наружную оболочку гиперзвукового летательного аппарата разделить на четыре продольные части (1), как показано на фиг. 1, и электрически изолировать их друг от друга с помощью специальных прокладок (2), то у нас появится реальная возможность маневрировать летательным аппаратом посредством подачи электрического потенциала (положительного или отрицательного) на соответствующие части оболочки летательного аппарата.

С помощью частей оболочки, расположенных на оси X-X, можно будет менять курс летательного аппарата, а с помощью частей оболочки, размещенных на оси Y-Y менять его высоту. Если же подать одинаковый положительный потенциал на все четыре части оболочки летательного аппарата, то никакого маневра не будет, однако сразу же увеличится скорость гиперзвукового аппарата, что является важнейшей его характеристикой!.

Как известно, при отклонении аэродинамических рулей сразу же увеличивается аэродинамическое сопротивление, и, как следствие, уменьшается скорость летательного аппарата. Кроме того, аэродинамические рули являются местами наиболее интенсивного разогрева, поэтому нуждаются в дополнительной тепловой защите.

Преимуществом предлагаемого способа является уменьшение массы плазменного кокона, окружающего гиперзвуковой летательный аппарат, что приводит не только к уменьшению степени разогрева его оболочки, но и к увеличению скорости летательного аппарата, что является важнейшей его характеристикой.

1. Способ маневрирования гиперзвуковым летательным аппаратом, отличающийся тем, что его наружную оболочку разделяют на четыре продольные части и электрически изолируют их друг от друга, после чего на каждую из четырех частей оболочки автономно подают электрический потенциал, величину и знак которого можно менять.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что с целью увеличения скорости гиперзвукового летательного аппарата на все четыре части наружной оболочки летательного аппарата подается одинаковый положительный электрический потенциал.