<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">novtexmech</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Мехатроника, автоматизация, управление</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Mekhatronika, Avtomatizatsiya, Upravlenie</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">1684-6427</issn><issn pub-type="epub">2619-1253</issn><publisher><publisher-name>Commercial Publisher «New Technologies»</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">novtexmech-212</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>НАВИГАЦИЯ И УПРАВЛЕНИЕ ЛЕТАТЕЛЬНЫМИ АППАРАТАМИ</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>AIRCRAFT NAVIGATION AND CONTROL</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Об эффективности применения изобарических режимов на гиперзвуковых летательных аппаратах</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>On Efficiency of Application of Isobaric Modes for Hypersonic Vehicles</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Чувашева</surname><given-names>Е. С.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Chuvasheva</surname><given-names>E. S.</given-names></name></name-alternatives><email xlink:type="simple">chuvashevalena@gmail.com</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Чувашев</surname><given-names>С. Н.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Chuvashev</surname><given-names>S. N.</given-names></name></name-alternatives><email xlink:type="simple">snchuv@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru"><institution>МАГИ имени К. Э. Циолковского</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>MATI - Russian State Technological University named after Tziolkovsky</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2015</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>28</day><month>08</month><year>2018</year></pub-date><volume>16</volume><issue>9</issue><fpage>642</fpage><lpage>647</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Commercial Publisher «New Technologies», 2018</copyright-statement><copyright-year>2018</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Commercial Publisher «New Technologies»</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Commercial Publisher «New Technologies»</copyright-holder><license xlink:href="https://mech.novtex.ru/jour/about/submissions#copyrightNotice" xlink:type="simple"><license-p>https://mech.novtex.ru/jour/about/submissions#copyrightNotice</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://mech.novtex.ru/jour/article/view/212">https://mech.novtex.ru/jour/article/view/212</self-uri><abstract><p>С помощью разработанной комплексной модели высокоскоростных летательных аппаратов исследуется эффективность применения системы снижения аэродинамического сопротивления на основе активного воздействия на гиперзвуковой поток путем инжекции легкого газа в изобарическом режиме. Сравнение с аппаратом, в котором соответствующее аэродинамическое сопротивление компенсируется двигателем, показало, что применение указанной системы может существенно (примерно вдвое) снизить стартовую массу аппарата.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>A system of hypersonic drag mitigation is proposed. It is based on injection of light and/or hot gas in a new, isobaric mode, in order to form a "gaseous fore body" and to protect the frontal part of the surface of a hypersonic vehicle from formation of the hypersonic boundary layer. The effectivity of application of the proposed system depends on whether the advantages of the drag mitigation outweigh the drawbacks of storing of the additional gas. The question was studied with help of complex (integral) modeling of the hypersonic flying vehicles. There were compared two designs of hypersonic vehicles, which were able to implement the same mission. One of the designs included a solid propellant rocket engine to compensate the hypersonic aerodynamic drag, the other one applied the system of hypersonic drag mitigation with a continuous injection of helium. The complex models took into account the internal (engine) and external gas dynamics with the shock wave drag and surface friction, flight dynamics in the exponential atmosphere, mass change, flight control, etc. Computations have demonstrated that the start mass of the first vehicle was approximately twice as big as that of the second one. An additional advantage of the system of hypersonic drag mitigation is a considerable growth of the available coolant, which can provide comfortable thermal onboard conditions. Thus, there are cases, for which it is advantageous to apply the proposed system of hypersonic drag mitigation.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>высокоскоростные летательные аппараты</kwd><kwd>аэродинамическое сопротивление</kwd><kwd>активное воздействие</kwd><kwd>изобарический режим</kwd><kwd>комплексные модели</kwd><kwd>high speed flying vehicles</kwd><kwd>aerodynamic drag</kwd><kwd>active modification</kwd><kwd>isobaric regime</kwd><kwd>complex mathematical model</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">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 конференция по физике плазмы и УТС: 1999. С. 252.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">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 конференция по физике плазмы и УТС: 1999. С. 252.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Арделян Н. В., Чувашев С. Н. Математическое моделирование безударных режимов сверхзвукового обтекания при профилированном нагреве газа // XXVI звенигородская конференция по физике плазмы и УТС: 1999. С. 261.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Арделян Н. В., Чувашев С. Н. Математическое моделирование безударных режимов сверхзвукового обтекания при профилированном нагреве газа // XXVI звенигородская конференция по физике плазмы и УТС: 1999. С. 261.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Арделян Н. В., Космачевский К. В., Чувашев С. Н. Математическое моделирование энергетически эффективных режимов сверхзвукового движения летательного аппарата с вдувом плазмы (газа) из иглы на носу // XXVI звенигородская конференция по физике плазмы и УТС: 1999. С. 264.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Арделян Н. В., Космачевский К. В., Чувашев С. Н. Математическое моделирование энергетически эффективных режимов сверхзвукового движения летательного аппарата с вдувом плазмы (газа) из иглы на носу // XXVI звенигородская конференция по физике плазмы и УТС: 1999. С. 264.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">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. P. 285-296.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">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. P. 285-296.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Александров А. Ф., Тимофеев И. Б., Чувашев С. Н. Безударное сверхзвуковое движение в атмосфере: принципиальная возможность и практическая реализация. М.: Изд. МГУ, 1996. 9 с. (препринт физического факультета № 4/1996).</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Александров А. Ф., Тимофеев И. Б., Чувашев С. Н. Безударное сверхзвуковое движение в атмосфере: принципиальная возможность и практическая реализация. М.: Изд. МГУ, 1996. 9 с. (препринт физического факультета № 4/1996).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Александров А. Ф., Тимофеев И. Б., Чувашев С. Н. Безударное сверхзвуковое движение в атмосфере: принципиальная возможность и практическая реализация // Прикладная физика. 1996. № 3. С. 112-117.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Александров А. Ф., Тимофеев И. Б., Чувашев С. Н. Безударное сверхзвуковое движение в атмосфере: принципиальная возможность и практическая реализация // Прикладная физика. 1996. № 3. С. 112-117.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Александров А. Ф., Тимофеев И. Б., Чувашев С. Н. О концепции обеспечения безударного сверхзвукового движения в атмосфере // 4-й межгосударственный симпозиум по радиационной плазмодинамике: тезисы докладов М.: МГТУ. 1997. С. 12-13.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Александров А. Ф., Тимофеев И. Б., Чувашев С. Н. О концепции обеспечения безударного сверхзвукового движения в атмосфере // 4-й межгосударственный симпозиум по радиационной плазмодинамике: тезисы докладов М.: МГТУ. 1997. С. 12-13.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Александров А. Ф., Тимофеев И. Б., Чувашев С. Н. Способ обеспечения безударного сверхзвукового движения летательного аппарата в атмосфере и летательный аппарат. Патент RU2107010 c1 b64с 21/02, 23/00, 30/00.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Александров А. Ф., Тимофеев И. Б., Чувашев С. Н. Способ обеспечения безударного сверхзвукового движения летательного аппарата в атмосфере и летательный аппарат. Патент RU2107010 c1 b64с 21/02, 23/00, 30/00.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">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-й межгосударственный симпозиум по радиационной плазмодинамике: М.: МГТУ, 1997. С. 122-123.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">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-й межгосударственный симпозиум по радиационной плазмодинамике: М.: МГТУ, 1997. С. 122-123.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">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-й межгосударственный симпозиум по радиационной плазмодинамике: М.: МГТУ, 1997. С. 124-125.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">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-й межгосударственный симпозиум по радиационной плазмодинамике: М.: МГТУ, 1997. С. 124-125.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Чувашев С. Н., Любченко Ф. Н., Костенко О. Ф. Концепция космического аппарата с лучевой плазмообразующей системой для полетов по сверхнизким орбитам // 4 межгосударственный симпозиум по радиационной плазмодинамике: М.: МГТУ, 1997. С. 206-207.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Чувашев С. Н., Любченко Ф. Н., Костенко О. Ф. Концепция космического аппарата с лучевой плазмообразующей системой для полетов по сверхнизким орбитам // 4 межгосударственный симпозиум по радиационной плазмодинамике: М.: МГТУ, 1997. С. 206-207.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit12"><label>12</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Арделян Н. В., Чувашев С. Н. Вычислительные эксперименты по устранению сильных ударных волн и многократному снижению лобового сопротивления при сверхзвуковом движении тел в газах // Тр. 7-й Всеросс. Школы-семинара "Современные проблемы математического моделирования". Ростов-на-Дону. РГУ. 1997. С. 11-14.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Арделян Н. В., Чувашев С. Н. Вычислительные эксперименты по устранению сильных ударных волн и многократному снижению лобового сопротивления при сверхзвуковом движении тел в газах // Тр. 7-й Всеросс. Школы-семинара "Современные проблемы математического моделирования". Ростов-на-Дону. РГУ. 1997. С. 11-14.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit13"><label>13</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Chuvashev S., Ershov A., Liagushin B., Timofeev B., Timofeev I. Ambient air modification for drag reduction. Similarity analysis results for modeling of weakly ionized plasma aerodynamics // Weakly ionized gases workshop: proc. Colorado: USAF Academy 1997. P. M3-M17.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Chuvashev S., Ershov A., Liagushin B., Timofeev B., Timofeev I. Ambient air modification for drag reduction. Similarity analysis results for modeling of weakly ionized plasma aerodynamics // Weakly ionized gases workshop: proc. Colorado: USAF Academy 1997. P. M3-M17.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit14"><label>14</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Чувашева E. C., Чувашев С. Н., Зорина И. Г. Комплексная математическая модель для концептуального проектирования высокоскоростных летательных аппаратов // Информационные технологии. 2012. № 11.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Чувашева E. C., Чувашев С. Н., Зорина И. Г. Комплексная математическая модель для концептуального проектирования высокоскоростных летательных аппаратов // Информационные технологии. 2012. № 11.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit15"><label>15</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Чувашева Е. С., Чувашев С. Н. Выбор рациональных характеристик высокоскоростных летательных аппаратов разных масштабов на основе комплексной математической модели // Информационные технологии. 2013. № 8.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Чувашева Е. С., Чувашев С. Н. Выбор рациональных характеристик высокоскоростных летательных аппаратов разных масштабов на основе комплексной математической модели // Информационные технологии. 2013. № 8.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit16"><label>16</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Бюшгенс Г. С., Студнев P. В. Динамика самолета. Пространственное движение. М.: Машиностроение, 1983. 320 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Бюшгенс Г. С., Студнев P. В. Динамика самолета. Пространственное движение. М.: Машиностроение, 1983. 320 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit17"><label>17</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Лунёв В. В. Гиперзвуковая аэродинамика. М: Машиностроение, 1975. 328 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Лунёв В. В. Гиперзвуковая аэродинамика. М: Машиностроение, 1975. 328 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit18"><label>18</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Аржаников Н. С., Садекова Г. С. Аэродинамика больших скоростей. М.: Высшая школа, 1965.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Аржаников Н. С., Садекова Г. С. Аэродинамика больших скоростей. М.: Высшая школа, 1965.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit19"><label>19</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Абрамович Г. Н. Прикладная газовая динамика. М.: Наука, 1991. 600 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Абрамович Г. Н. Прикладная газовая динамика. М.: Наука, 1991. 600 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
