alternativeАльтернативная энергетика и экология (ISJAEE)Alternative Energy and Ecology (ISJAEE)1608-8298Международный издательский дом научной периодики "Спейсalternative-609Research ArticleИННОВАЦИОННЫЕ РЕШЕНИЯINNOVATIVE SOLUTIONSАльтернативная энергетика гиперзвукового движения при активном воздействии на потокALTERNATIVE ENERGETICS OF HYPERSONIC MOVEMENT WITH ACTIVE MODIFICATION OF AIRFLOWЧувашевСергей НиколаевичChuvashevSergey N.noemail@neicon.ruЧувашеваЕлена СергеевнаChuvashevaElena S.noemail@neicon.ruМосковский авиационный технологический институт (МАТИ); МГУ им. ЛомоносоваРоссияМосковский авиационный технологический институт (МАТИ)РоссияBauman Moscow State Technical University (BMSTU)Russian Federation2014230620161895110Copyright © Международный издательский дом научной периодики "Спейс, 20162016Международный издательский дом научной периодики "СпейсМеждународный издательский дом научной периодики "Спейсhttps://www.isjaee.com/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.isjaee.com/jour/article/view/609

Для гиперзвуковых летательных аппаратов проанализированы возможности существенного снижения энергозатрат и изменения их структуры при активном воздействии на окружающий воздух.

For hypersonic vehicles, a possibility of significant reduction of energy consumption and changes of its structure with active modification of the ambient airflow is analyzed.

гиперзвуковое обтеканиеинжекция газанагрев потокаизобарические режимыснижение аэродинамического сопротивленияhypersonic flow overgas injectionairflow heatingisobaric regimesaerodynamic drag reductionReferencesАлександров А.Ф., Тимофеев И.Б., Чувашев С.Н. Безударное сверхзвуковое движение в атмосфере: принципиальная возможность и практическая реализация. М.: Изд-во МГУ, 1996. (Препринт физического факультета № 4/1996).Александров А.Ф., Тимофеев И.Б., Чувашев С.Н. Безударное сверхзвуковое движение в атмосфере: принципиальная возможность и практическая реализация. М.: Изд-во МГУ, 1996. (Препринт физического факультета № 4/1996).Александров А.Ф., Тимофеев И.Б., Чувашев С. Н. Безударное сверхзвуковое движение в атмосфере: принципиальная возможность и практическая реализация // Прикладная физика. 1996. № 3. С. 112117.Александров А.Ф., Тимофеев И.Б., Чувашев С. Н. Безударное сверхзвуковое движение в атмосфере: принципиальная возможность и практическая реализация // Прикладная физика. 1996. № 3. С. 112117.Александров А.Ф., Тимофеев И.Б., Чувашев С.Н. О концепции обеспечения безударного сверхзвукового движения в атмосфере. 4 Межгосударственный симпозиум по радиационной плазмодинамике. Тез. докл. М.: МГТУ, 1997. С. 12-13.Александров А.Ф., Тимофеев И.Б., Чувашев С.Н. О концепции обеспечения безударного сверхзвукового движения в атмосфере. 4 Межгосударственный симпозиум по радиационной плазмодинамике. Тез. докл. М.: МГТУ, 1997. С. 12-13.Патент Ru2107010 c1 b64c 21/02, 23/00, 30/00. Способ обеспечения безударного сверхзвукового движения летательного аппарата в атмосфере и летательный аппарат / Александров А.Ф., Тимофеев И.Б., Чувашев С.Н. // http://www.findpatent.ru/patent/210/ 2107010.html.Патент Ru2107010 c1 b64c 21/02, 23/00, 30/00. Способ обеспечения безударного сверхзвукового движения летательного аппарата в атмосфере и летательный аппарат / Александров А.Ф., Тимофеев И.Б., Чувашев С.Н. // http://www.findpatent.ru/patent/210/ 2107010.html.Ершов А.П., Розанов В.В., Сысоев Н.Н., Тимофеев И.Б., Чувашев С.Н., Шибков В.М. Наблюдение безударного сверхзвукового движения плазмы капиллярного разряда в атмосфере. 4 Межгосударственный симпозиум по радиационной плазмодинамике. М.: МГТУ, 1997. С. 122-123.Ершов А.П., Розанов В.В., Сысоев Н.Н., Тимофеев И.Б., Чувашев С.Н., Шибков В.М. Наблюдение безударного сверхзвукового движения плазмы капиллярного разряда в атмосфере. 4 Межгосударственный симпозиум по радиационной плазмодинамике. М.: МГТУ, 1997. С. 122-123.Ершов А.П., Тимофеев И.Б., Чувашев С.Н., Шибков В.М. Экспериментальная реализация формирования горячего канала и сверхзвукового движения плазменного тела в атмосфере без возбуждения ударных волн. 4 Межгосударственный симпозиум по радиационной плазмодинамике. М.: МГТУ, 1997. С. 124-125.Ершов А.П., Тимофеев И.Б., Чувашев С.Н., Шибков В.М. Экспериментальная реализация формирования горячего канала и сверхзвукового движения плазменного тела в атмосфере без возбуждения ударных волн. 4 Межгосударственный симпозиум по радиационной плазмодинамике. М.: МГТУ, 1997. С. 124-125.Чувашев С.Н., Любченко Ф.Н., Костенко О.Ф. Концепция космического аппарата с лучевой плазмообразующей системой для полетов по сверхнизким орбитам. 4 Межгос. симпозиум по радиационной плазмодинамике. М.: МГТУ, 1997. С. 206-207.Чувашев С.Н., Любченко Ф.Н., Костенко О.Ф. Концепция космического аппарата с лучевой плазмообразующей системой для полетов по сверхнизким орбитам. 4 Межгос. симпозиум по радиационной плазмодинамике. М.: МГТУ, 1997. С. 206-207.Арделян Н.В., Чувашев С.Н. Вычислительные эксперименты по устранению сильных ударных волн и многократному снижению лобового сопротивления при сверхзвуковом движении тел в газах. 7 Всеросс. школа-семинар «Современные проблемы математического моделирования». Ростов-на-Дону: РГУ, 1997. С. 11-14.Арделян Н.В., Чувашев С.Н. Вычислительные эксперименты по устранению сильных ударных волн и многократному снижению лобового сопротивления при сверхзвуковом движении тел в газах. 7 Всеросс. школа-семинар «Современные проблемы математического моделирования». Ростов-на-Дону: РГУ, 1997. С. 11-14.Александров А.Ф., Арделян Н.В., Тимофеев И.Б., Чувашев С.Н. О возможности существенного снижения энергозатрат на сверх- и гиперзвуковое движение при нагреве воздуха и/или вдуве плазмы. XXVI Звенигородская конф. по физике плазмы и УТС. 1999. С. 252.Александров А.Ф., Арделян Н.В., Тимофеев И.Б., Чувашев С.Н. О возможности существенного снижения энергозатрат на сверх- и гиперзвуковое движение при нагреве воздуха и/или вдуве плазмы. XXVI Звенигородская конф. по физике плазмы и УТС. 1999. С. 252.Арделян Н.В., Чувашев С.Н. Математическое моделирование безударных режимов сверхзвукового обтекания при профилированном нагреве газа. XXVI Звенигородская конф. по физике плазмы и УТС. 1999. С. 261.Арделян Н.В., Чувашев С.Н. Математическое моделирование безударных режимов сверхзвукового обтекания при профилированном нагреве газа. XXVI Звенигородская конф. по физике плазмы и УТС. 1999. С. 261.Арделян Н.В., Космачевский К.В., Чувашев C. Н. Математическое моделирование энергетически эффективных режимов сверхзвукового движения летательного аппарата с вдувом плазмы (газа) из иглы на носу. XXVI Звенигородская конф. по физике плазмы и УТС. 1999. С. 264.Арделян Н.В., Космачевский К.В., Чувашев C. Н. Математическое моделирование энергетически эффективных режимов сверхзвукового движения летательного аппарата с вдувом плазмы (газа) из иглы на носу. XXVI Звенигородская конф. по физике плазмы и УТС. 1999. С. 264.Chuvashev S., Ardelyan N., Chae J, Kosmachevskii K, Timofeev I. Class of energy saving regimes of supersonic propagation with plasma formation before streamlined bodies. 9-th Int. Space planes and hypersonic systems and technologies conference. 3-rd weakly ionized gases symposium. Aiaa- 99-4968. Norfolk, Virginia, USA. 1999.2.85..2.96.Chuvashev S., Ardelyan N., Chae J, Kosmachevskii K, Timofeev I. Class of energy saving regimes of supersonic propagation with plasma formation before streamlined bodies. 9-th Int. Space planes and hypersonic systems and technologies conference. 3-rd weakly ionized gases symposium. Aiaa- 99-4968. Norfolk, Virginia, USA. 1999.2.85..2.96.Van Wie D.M., Matters L.A., Grossman K.R., Donohue D., Ku H., Mishin G.I. Overview of plasma aerodynamics research at JHU/APL. 2nd Workshop on the applications of weakly lionized flows for aerospace applications, Norfolk, Virginia, 24-25, April 1998.Van Wie D.M., Matters L.A., Grossman K.R., Donohue D., Ku H., Mishin G.I. Overview of plasma aerodynamics research at JHU/APL. 2nd Workshop on the applications of weakly lionized flows for aerospace applications, Norfolk, Virginia, 24-25, April 1998.Тищенко В.Н. Лазерно-микроволновый разряд для управления полетом сверхзвуковых тел // Оптика атмосферы и океана. 1998. Т. 11, № 2-3. С. 228-223.Тищенко В.Н. Лазерно-микроволновый разряд для управления полетом сверхзвуковых тел // Оптика атмосферы и океана. 1998. Т. 11, № 2-3. С. 228-223.Борзов В.Ю., Михайлов В.М., Рыбка Н.В., Са- вищенко Н.П., Юрьев А.С. Экспериментальное исследование сверхзвукового обтекания при энергоподводе в невозмущенный поток // Инженернофизический журнал. 1994. Т. 66, № 5. С. 515-520.Борзов В.Ю., Михайлов В.М., Рыбка Н.В., Са- вищенко Н.П., Юрьев А.С. Экспериментальное исследование сверхзвукового обтекания при энергоподводе в невозмущенный поток // Инженернофизический журнал. 1994. Т. 66, № 5. С. 515-520.Kuchinsky V.V., Sukhomlinov V.S., Sheverev V.A., Outgen M.V. Effect of directed heat addition on the formation and structure of a shock wave around body in a low temperature plasma. 2-nd Workshop on magneto-plasma aerodynamics in aerospace applications. Moscow, 2000. P. 307-312.Kuchinsky V.V., Sukhomlinov V.S., Sheverev V.A., Outgen M.V. Effect of directed heat addition on the formation and structure of a shock wave around body in a low temperature plasma. 2-nd Workshop on magneto-plasma aerodynamics in aerospace applications. Moscow, 2000. P. 307-312.Chuvashev S.N., Ershov A.P., Klimov A.I., Leonov S.B., Shibkov V.M., Timofeev I.B. Flow around body and characteristics of ac/dc discharges in plasma aerodynamic experiments. 2-nd Weakly ionized gases workshop: Proc. Norfolk, VA: NASA. 1998, pp. 59-67.Chuvashev S.N., Ershov A.P., Klimov A.I., Leonov S.B., Shibkov V.M., Timofeev I.B. Flow around body and characteristics of ac/dc discharges in plasma aerodynamic experiments. 2-nd Weakly ionized gases workshop: Proc. Norfolk, VA: NASA. 1998, pp. 59-67.Георгиевский Ю.П., Левин В. А. Сверхзвуковое обтекание тел при наличии внешних источников термовыделения // Письма в ЖТФ. 1988. Т. 14, В. 8. С. 684-687.Георгиевский Ю.П., Левин В. А. Сверхзвуковое обтекание тел при наличии внешних источников термовыделения // Письма в ЖТФ. 1988. Т. 14, В. 8. С. 684-687.Georgievskij U.P., Levin VA. Sverhzvukovoe obtekanie tel pri nalicii vnesnih istocnikov ter- movydelenia // Pis'ma v ZTF. 1988. T. 14, V. 8. S. 684687. Roupassov D. V., Nikipelov A. A., Nudnova M. M., Starikovskii A. Yu. Flow separation control by plasma actuator with nanosecond pulsed-periodic discharge // AIAA Journal. 2009. Vol. 47, No. 1. P. 168185.Georgievskij U.P., Levin VA. Sverhzvukovoe obtekanie tel pri nalicii vnesnih istocnikov ter- movydelenia // Pis'ma v ZTF. 1988. T. 14, V. 8. S. 684687. Roupassov D. V., Nikipelov A. A., Nudnova M. M., Starikovskii A. Yu. Flow separation control by plasma actuator with nanosecond pulsed-periodic discharge // AIAA Journal. 2009. Vol. 47, No. 1. P. 168185.Храмцов П.П., Пенязьков О.Г., Черник М.Ю., Грищенко В.М., Шатан И.Н., Ших И.А. Аэродинамическое сопротивление пластины в потоке ионизированного газа, индуцированного приповерхностным высокочастотным барьерным разрядом // Инженерно-физический журнал. 2009. Т. 82, № 4. С. 726-731.Храмцов П.П., Пенязьков О.Г., Черник М.Ю., Грищенко В.М., Шатан И.Н., Ших И.А. Аэродинамическое сопротивление пластины в потоке ионизированного газа, индуцированного приповерхностным высокочастотным барьерным разрядом // Инженерно-физический журнал. 2009. Т. 82, № 4. С. 726-731.Boucinha V., Weber R., Kourta A. Drag reduction of a 3D bluff body using plasma actuators // International Journal of Aerodynamics. 2011. Vol. 1, No. 3/4. P. 262-281.Boucinha V., Weber R., Kourta A. Drag reduction of a 3D bluff body using plasma actuators // International Journal of Aerodynamics. 2011. Vol. 1, No. 3/4. P. 262-281.Thomas F.O., Kozlov A., Corke T.C. Plasma actuators for cylinder flow control and noise reduction // AIAA Journal. 2008. Vol. 46, No. 8. P. 1921-1931.Thomas F.O., Kozlov A., Corke T.C. Plasma actuators for cylinder flow control and noise reduction // AIAA Journal. 2008. Vol. 46, No. 8. P. 1921-1931.Post M.L., Corke T.C. Separation control on high angle of attack airfoil using plasma actuators // AIAA Journal. 2004. Vol. 42, No. 11. P. 2177-2184.Post M.L., Corke T.C. Separation control on high angle of attack airfoil using plasma actuators // AIAA Journal. 2004. Vol. 42, No. 11. P. 2177-2184.Битюрин В.А., Ефимов А.В., Казанский П.Н., Климов А.И., Моралев И.А. Управление аэродинамическим качеством модели крылового профиля NACA 23012 с помощью поверхностного высокочастотного разряда // ТВТ.Битюрин В.А., Ефимов А.В., Казанский П.Н., Климов А.И., Моралев И.А. Управление аэродинамическим качеством модели крылового профиля NACA 23012 с помощью поверхностного высокочастотного разряда // ТВТ.Bityurin V.A., Efimov A.V., Kazanskii P.N., Klimov A.I., Moralev I.A. Aerodynamic quality management for the NACA 23012 Airfoil model using the surface high-frequency discharge, high temperature, 52:4 (2014), 483-489.Bityurin V.A., Efimov A.V., Kazanskii P.N., Klimov A.I., Moralev I.A. Aerodynamic quality management for the NACA 23012 Airfoil model using the surface high-frequency discharge, high temperature, 52:4 (2014), 483-489.Глотов Г.Ф., Жданов В.Т., Коронцвит Ю.В. и др. Исследование течений с подводом тепла вблизи внешней поверхности летательного аппарата: Обзор БНТИ ЦАГИ № 617. М.: ЦАГИ, 1982.Глотов Г.Ф., Жданов В.Т., Коронцвит Ю.В. и др. Исследование течений с подводом тепла вблизи внешней поверхности летательного аппарата: Обзор БНТИ ЦАГИ № 617. М.: ЦАГИ, 1982.Авраменко Р.Ф., Бедин А.П., Климов А.И. и др. Аномальное обтекание тел в слабоионизованной неравновесной плазме. Диплом на открытие № 007, выдан 25 марта 1988, Гос. Комитет СССР по делам изобретений и открытий.Авраменко Р.Ф., Бедин А.П., Климов А.И. и др. Аномальное обтекание тел в слабоионизованной неравновесной плазме. Диплом на открытие № 007, выдан 25 марта 1988, Гос. Комитет СССР по делам изобретений и открытий.Арделян Н.В., Бычков В.Л., Ершов А.П., Тимофеев И.Б., Чувашев С.Н. Исследования высокоскоростных плазменных потоков для плазменной аэродинамики. Докл. VI Международного симпозиума по радиационной плазмодинамике РПД-2003 - Пленарный доклад. М., 2003.Арделян Н.В., Бычков В.Л., Ершов А.П., Тимофеев И.Б., Чувашев С.Н. Исследования высокоскоростных плазменных потоков для плазменной аэродинамики. Докл. VI Международного симпозиума по радиационной плазмодинамике РПД-2003 - Пленарный доклад. М., 2003.Chuvashev S.N., Ershov A.P., Klimov A.I., Leonov S.B., Shibkov V.M., Timofeev I.B. Flow around body and characteristics of AC/DC discharges in plasma aerodynamic experiments. 2-nd Weakly ionized gases workshop: Proc. Norfolk, VA: NASA, 1998. P. 59-67.Chuvashev S.N., Ershov A.P., Klimov A.I., Leonov S.B., Shibkov V.M., Timofeev I.B. Flow around body and characteristics of AC/DC discharges in plasma aerodynamic experiments. 2-nd Weakly ionized gases workshop: Proc. Norfolk, VA: NASA, 1998. P. 59-67.Ganiev Yu.Ch., Gordeev V.P., Krasilnikov A.V., Lagutin V.I., Otmennikov V.N., Panasenko A.V. Experimental and theoretical study of the possibility of reducing aerodynamic drag by employing plasma injection. Proceedings of the 2nd Weakly Ionized Gas Workshop, Norfolk, April, 1998.Ganiev Yu.Ch., Gordeev V.P., Krasilnikov A.V., Lagutin V.I., Otmennikov V.N., Panasenko A.V. Experimental and theoretical study of the possibility of reducing aerodynamic drag by employing plasma injection. Proceedings of the 2nd Weakly Ionized Gas Workshop, Norfolk, April, 1998.Babichev Yu., Krasilnikov A., Panasenko A., Sipachev G. Effect of plasma jet characteristics on supersonic cone-cylinder drag. АIAA-99-4881, 3rd Weakly Ionized Gas Workshop, Norfolk, November 1999.Babichev Yu., Krasilnikov A., Panasenko A., Sipachev G. Effect of plasma jet characteristics on supersonic cone-cylinder drag. АIAA-99-4881, 3rd Weakly Ionized Gas Workshop, Norfolk, November 1999.Malmuth N.D., Fomin V.M., Maslov A.A., Formichev V.P., Shashkin A.P., Korotaeva T.A., Shipyuk A.N., Pozdnyakov G.A. Influence of a counterflow plasma jet on supersonic blunt body pressures. AIAA 99-4883, the Third Weakly Ionized Gases Workshop, Norfolk VA, Nov.1999.Malmuth N.D., Fomin V.M., Maslov A.A., Formichev V.P., Shashkin A.P., Korotaeva T.A., Shipyuk A.N., Pozdnyakov G.A. Influence of a counterflow plasma jet on supersonic blunt body pressures. AIAA 99-4883, the Third Weakly Ionized Gases Workshop, Norfolk VA, Nov.1999.Shang J.S. Validation of plasma injection for hypersonic blunt-body drag reduction RTO. VT Symposium on “Reduction of Military Vehicle Acquisition Time and Cost through Advanced Modelling and Virtual Simulation” held in Paris, France, 22-25 April 2002, and published in RTO-MP-089.Shang J.S. Validation of plasma injection for hypersonic blunt-body drag reduction RTO. VT Symposium on “Reduction of Military Vehicle Acquisition Time and Cost through Advanced Modelling and Virtual Simulation” held in Paris, France, 22-25 April 2002, and published in RTO-MP-089.Shang J.S., Hayes J.R., Wurtzler K., Strang W. Jet-spike bifurcation in high-speed flows // AIAA J., Vol. No.6, June 2001, pp. 1159-1165.Shang J.S., Hayes J.R., Wurtzler K., Strang W. Jet-spike bifurcation in high-speed flows // AIAA J., Vol. No.6, June 2001, pp. 1159-1165.Ardelyan N., Bytchkov V.L., Chuvashev S.N., Kosmachevskii K., Malmuth N.D. Modeling of plasmas in electron beams and plasma jets for aerodynamic applications. 32nd AIAA plasmadynamics and lasers conference and 4th weakly ionized gases workshop. Anaheim, CA. 11-14 June 2001.Ardelyan N., Bytchkov V.L., Chuvashev S.N., Kosmachevskii K., Malmuth N.D. Modeling of plasmas in electron beams and plasma jets for aerodynamic applications. 32nd AIAA plasmadynamics and lasers conference and 4th weakly ionized gases workshop. Anaheim, CA. 11-14 June 2001.Myrabo L.N., Raizer Y.P. Laser induced air-spike for advanced transatmospheric vehicles. AIAA paper 942451, 25th AIAA Plasmadynamics and Laser Conference, Colorado, 1994.Myrabo L.N., Raizer Y.P. Laser induced air-spike for advanced transatmospheric vehicles. AIAA paper 942451, 25th AIAA Plasmadynamics and Laser Conference, Colorado, 1994.Silvero Rego I., P.G. Paula Toro, Minucci M.A.S., Chanes J.B., Costa F.J., Olivera A.C. Calculation of the vehicle drag and heating reduction at hypervelocities with laser-induced air spike // J. Aerosp. Technol. Manag., Sao Jose dos Campos, 2013, V.5, N 1, pp.43-48.Silvero Rego I., P.G. Paula Toro, Minucci M.A.S., Chanes J.B., Costa F.J., Olivera A.C. Calculation of the vehicle drag and heating reduction at hypervelocities with laser-induced air spike // J. Aerosp. Technol. Manag., Sao Jose dos Campos, 2013, V.5, N 1, pp.43-48.Protasov U.S., Cuvasev S.N. Tverdotel'naa elektronika (ser. «Elektronika». Fiziceskaa elektronika). M.: Izd. MGTU im. N.E. Baumana, 2003.Protasov U.S., Cuvasev S.N. Tverdotel'naa elektronika (ser. «Elektronika». Fiziceskaa elektronika). M.: Izd. MGTU im. N.E. Baumana, 2003.Rajzer U.P. Fizika gazovogo razrada. M.: Nauka, 1984.Rajzer U.P. Fizika gazovogo razrada. M.: Nauka, 1984.Bar-Meir G. Fundamentals of compressible fluid mechanics. - Chicago, IL. 2013. 465 pp. (http://www.potto.org/gd/gasdynamics.pdf).Bar-Meir G. Fundamentals of compressible fluid mechanics. - Chicago, IL. 2013. 465 pp. (http://www.potto.org/gd/gasdynamics.pdf).Cuvaseva E.S., Cuvasev S.N., Zorina I.G. Kompleksnaa matematiceskaa model' dla konceptual'nogo proektirovania vysokoskorostnyh letatel'nyh apparatov // Informacionnye tehnologii. 2012. № 11(195). S. 10-14.Cuvaseva E.S., Cuvasev S.N., Zorina I.G. Kompleksnaa matematiceskaa model' dla konceptual'nogo proektirovania vysokoskorostnyh letatel'nyh apparatov // Informacionnye tehnologii. 2012. № 11(195). S. 10-14.Cuvaseva E.S., Cuvasev S.N. Vybor racional'nyh harakteristik vysokoskorostnyh letatel'nyh apparatov raznyh masstabov na osnove kompleksnoj matema- ticeskoj modeli // Informacionnye tehnologii. 2013. № 8. S. 12-16.Cuvaseva E.S., Cuvasev S.N. Vybor racional'nyh harakteristik vysokoskorostnyh letatel'nyh apparatov raznyh masstabov na osnove kompleksnoj matema- ticeskoj modeli // Informacionnye tehnologii. 2013. № 8. S. 12-16.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.