Двигатель Storm Shadow держит маршевую тягу 5,7 кН и питает всю бортовую электронику с ротора турбины
Седьмая часть по «Storm Shadow / SCALP EG». В прошлой разбирали электронику терминальной ГСН и оставили висеть вопрос - откуда питание. Сегодня - двигатель как двигательная установка и как бортовая электростанция одновременно.
Архитектура
Малогабаритный одноконтурный одновальный турбореактивный двигатель. По замерам изделия: длина 841 мм, диаметр 343 мм, масса 61,2 кг. Четырёхступенчатый осевой компрессор со степенью повышения полного давления 6,3, кольцевая жаровая камера на 12 форсунок, одноступенчатая осевая турбина, нерегулируемое сопло. Тяга 5,3-5,7 кН, температура газа перед турбиной 1010°C, массовый расход воздуха 8,14 кг/с.
Рабочее колесо турбины - жаропрочный никелевый сплав(INCONEL alloy 718 (UNS N07718/W.Nr. 2.4668)) дисперсионного упрочнения: никель 50-55%, хром 17-21%, ниобий 4,75-5,5%, молибден 2,8-3,3%, титан и алюминий - суммарно до двух процентов. Интервал плавления 1260-1336°C. Сплав держит рабочие температуры до 700°C без потери прочности, устойчив к ползучести, хорошо сваривается без постсварочных трещин. Классика для рабочих колёс газовых турбин и элементов ракетных двигателей. Крепление на роторе - посадкой с натягом и гайкой, крутящий момент через зубчатое соединение.
Топливная система - вытеснительная, без насоса на подаче
Бак ненесущий, вложен в корпус ракеты. Сжатый воздух из воздушного аккумулятора давления (ВАД) через редуктор наддувает воздушные подушки бака, разрывает мембраны свободного прорыва, топливо идёт к двигателю. Запуск камеры - электрическим импульсом на пиропатроны мембран принудительного прорыва, воспламенение от пироэлемента. Схема проще насосной, кавитации и её отказов нет - для одноразового изделия с заранее известным профилем работы это плюс.
Топливо
Авиационный керосин JP-5 (код НАТО: F-44) с точкой вспышки не ниже 60°C - стандарт НАТО, палубная марка для авианосцев. Плотность при +15°C - 788–845 кг/м³, замерзание не выше -46°C, теплота сгорания не менее 42,6 МДж/кг. Присадки - ингибитор обледенения топливной системы и ингибитор коррозии со смазочными свойствами. Повышенная температура вспышки нужна не для полёта, а для хранения: срок хранения ракеты в контейнере - 12 лет заправленной.
Главное - двигатель как бортовая электростанция
В узле регулировки ТРД сидит электрическая машина, связанная зубчатой передачей с ротором турбины. В рабочем режиме она работает генератором переменного тока: снимает часть мощности с вала, отдаёт на выпрямитель, тот кормит постоянным током всю бортовую электронику - БИНС, вычислитель ГСН, вторичный источник питания, приводы опорно-поворотного механизма, радиовысотомер, пиротехнику раскрытия крыльев и сброса обтекателя.
Отсюда прямое следствие для фаз работы ГСН из прошлой части: до запуска двигателя питания на борту нет. Автономного электростартера как отдельного узла в ракете тоже нет - при пуске ротор раскручивают либо той же электрической машиной в режиме стартера, либо продуктами из ВАД, истекающими из сопел входного устройства прямо на лопатки компрессора. Задача пуска - вывести компрессор на устойчивые обороты и создать противодавление против обратного течения газов из камеры.
Испарительное охлаждение подшипников топливом
Топливо идёт не только в 12 форсунок жаровой камеры, но и через две дополнительные форсунки - на подшипники ротора. Испаряясь и уходя вместе с воздухом продувки, топливо снимает тепло с подшипников. Отдельной масляной системы в двигателе нет. Для малого одноразового ТРД - типовое решение: смазка и охлаждение объединены и завязаны на топливо.
Вывод
Двигатель здесь тянет три функции одновременно: маршевая тяга, бортовая электростанция, часть системы охлаждения через испарение топлива на подшипниках. Всё завязано на один вал: работает вал - работает ракета, электроника, привод ГСН, радиовысотомер. Остановился - через секунды осыпается всё. Синхронизация фаз работы ГСН из прошлой части - не архитектурная свобода конструктора, а следствие того, что источник питания стоит в конце линии, а не в её начале.
⭐️ Полезная Нагрузка
Седьмая часть по «Storm Shadow / SCALP EG». В прошлой разбирали электронику терминальной ГСН и оставили висеть вопрос - откуда питание. Сегодня - двигатель как двигательная установка и как бортовая электростанция одновременно.
Архитектура
Малогабаритный одноконтурный одновальный турбореактивный двигатель. По замерам изделия: длина 841 мм, диаметр 343 мм, масса 61,2 кг. Четырёхступенчатый осевой компрессор со степенью повышения полного давления 6,3, кольцевая жаровая камера на 12 форсунок, одноступенчатая осевая турбина, нерегулируемое сопло. Тяга 5,3-5,7 кН, температура газа перед турбиной 1010°C, массовый расход воздуха 8,14 кг/с.
Рабочее колесо турбины - жаропрочный никелевый сплав(INCONEL alloy 718 (UNS N07718/W.Nr. 2.4668)) дисперсионного упрочнения: никель 50-55%, хром 17-21%, ниобий 4,75-5,5%, молибден 2,8-3,3%, титан и алюминий - суммарно до двух процентов. Интервал плавления 1260-1336°C. Сплав держит рабочие температуры до 700°C без потери прочности, устойчив к ползучести, хорошо сваривается без постсварочных трещин. Классика для рабочих колёс газовых турбин и элементов ракетных двигателей. Крепление на роторе - посадкой с натягом и гайкой, крутящий момент через зубчатое соединение.
Топливная система - вытеснительная, без насоса на подаче
Бак ненесущий, вложен в корпус ракеты. Сжатый воздух из воздушного аккумулятора давления (ВАД) через редуктор наддувает воздушные подушки бака, разрывает мембраны свободного прорыва, топливо идёт к двигателю. Запуск камеры - электрическим импульсом на пиропатроны мембран принудительного прорыва, воспламенение от пироэлемента. Схема проще насосной, кавитации и её отказов нет - для одноразового изделия с заранее известным профилем работы это плюс.
Топливо
Авиационный керосин JP-5 (код НАТО: F-44) с точкой вспышки не ниже 60°C - стандарт НАТО, палубная марка для авианосцев. Плотность при +15°C - 788–845 кг/м³, замерзание не выше -46°C, теплота сгорания не менее 42,6 МДж/кг. Присадки - ингибитор обледенения топливной системы и ингибитор коррозии со смазочными свойствами. Повышенная температура вспышки нужна не для полёта, а для хранения: срок хранения ракеты в контейнере - 12 лет заправленной.
Главное - двигатель как бортовая электростанция
В узле регулировки ТРД сидит электрическая машина, связанная зубчатой передачей с ротором турбины. В рабочем режиме она работает генератором переменного тока: снимает часть мощности с вала, отдаёт на выпрямитель, тот кормит постоянным током всю бортовую электронику - БИНС, вычислитель ГСН, вторичный источник питания, приводы опорно-поворотного механизма, радиовысотомер, пиротехнику раскрытия крыльев и сброса обтекателя.
Отсюда прямое следствие для фаз работы ГСН из прошлой части: до запуска двигателя питания на борту нет. Автономного электростартера как отдельного узла в ракете тоже нет - при пуске ротор раскручивают либо той же электрической машиной в режиме стартера, либо продуктами из ВАД, истекающими из сопел входного устройства прямо на лопатки компрессора. Задача пуска - вывести компрессор на устойчивые обороты и создать противодавление против обратного течения газов из камеры.
Испарительное охлаждение подшипников топливом
Топливо идёт не только в 12 форсунок жаровой камеры, но и через две дополнительные форсунки - на подшипники ротора. Испаряясь и уходя вместе с воздухом продувки, топливо снимает тепло с подшипников. Отдельной масляной системы в двигателе нет. Для малого одноразового ТРД - типовое решение: смазка и охлаждение объединены и завязаны на топливо.
Вывод
Двигатель здесь тянет три функции одновременно: маршевая тяга, бортовая электростанция, часть системы охлаждения через испарение топлива на подшипниках. Всё завязано на один вал: работает вал - работает ракета, электроника, привод ГСН, радиовысотомер. Остановился - через секунды осыпается всё. Синхронизация фаз работы ГСН из прошлой части - не архитектурная свобода конструктора, а следствие того, что источник питания стоит в конце линии, а не в её начале.
⭐️ Полезная Нагрузка