The Challenge of Next Millennium on Hungarian Aeronautical Sciences
Edited by József RO HÁCS Piroska AlLER
Gyula SZABÓ Árpád VERESS
Technical University of Budapest Department ofA ircrajt and Ships
eR-GROUP
BUDAPEST, HUNGARY 1999
The Challenge of Next Millennium on Hungarian Aeronautical Sciences
Edited by
József RO HÁCS Piroska AlLER
Gyula SZABÓ Árpád VERESS
eR-GROUP
BUDAPEST, HUNGARY 1999
The papers of the book were selected by the Program Committee of l th Hungarian Days of Aeronautical Sciences from the available papers induding in the final Program of the conference.
Tamás Erdei- di Dr. Géza Péter K . Dr. István Si István Ta AttilaKosi Nándor Hollósi- e Ödön Skonda - directo Managem Dr. Antal PongráczFerenc Kovács- vic
Published by eR-GROUP
~
.~
ORGANIZATI~
~
Copyright© 1999 by Department of Aircraft ofShips ISBN 963 03 7803 5
i
János Acsai, Kálmán Baksi Farkas, Prof. Dr. Tarnj Hegedűs, István Laban4 Óvári, Prof. Dr. Endre.~ János Rácz, Prof. Dr. Jó7J Steiger, Dr. Gyula Szabó, j
~
Pirosli
Ali right Reserved. No part of the material by this copyright no ti ce may be reproduced or utilised in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopy, recording, or by any informationstorage and retrieval system, without written permission from the copyright owners.
;Program Committee of l th ifrom the available papers
e.
PATRONSOF CONFERENCE
,t>
Tamás Erdei- director of Air Traffic and Airport Administration Dr. Géza Péter Kovács- presirlent of Danubian Aircraft Company Dr. István Simon- director of Aeroplex of Central Europe István T alla -Hungarian Air Force, Chiefs of Staff Attila Kositzky -lieutenant-general, Hungarian Air Force Nándor Hollósi- eng. Heutenant general, vice-chief of the defence staff Ödön Skonda- director of Ministry ofTransport, Communication and Water Management, General Directorate of Civil Aviation Dr. Antal Pongrácz- presirlent of MALÉV Hungarian Airlines Company Ferenc Kovács- vice-prcsirlent ofMALÉV Hungarian Airlines Company
l' ·~
ORGANIZATION AND SCIENTIFIC COMMITTEE OF CONFERENCE
Ships
is copyright notice may be my means, electronic or 'Y any information storage sion from the copyright
János Acsai, Kálmán Baksa, László Bátori, Péter Besenyei, Lajos Csidei, Dr. József Farkas, Prof. Dr. Tamás Gausz, Dr. Zsanna Gausz, János Halász, Dr. Dezső Hegedűs, István Labancz, Dr. Márton Németh (co-chairman), Prof. Dr. Gyula Óvári, Prof. Dr. Endre Pásztor, Prof. Dr. László Pokorádi, Péter Pusztai, Dr. János Rácz, Prof. Dr. József Robács (chairman), Prof. Dr. Imre Sánta, Dr. István Steiger, Dr. Gyula Szabó, Prof. Dr. József Szabó, Prof. Dr. Róbert Szabolcsi, .Tózsef Urbán, Piroska Ailer, Árpád Veress (secretariats)
fc
,,
(,
.,.
PREFACE
The aeronautical sciences develop rapidly. Every decades the characteristics of aircraft, like energy efficiency, effects on the environment, etc. change for lO 25 %. Every 20 years the principally new aircraft are designed and produced. The new results of aeronautical sciences can be estimated by application of smart structures, reconfigurable control systems, composite and ceramic materials, new philosophy for design the "green aeroplanes", gust load elimination or the thrust vectoring to the fighters' poststall motion control. The new methods are warked out for aviation management, life control management, use of state manitoring and diagnostic systems, flow control by rnicroelectromechanical systems, etc. The Hungarian civil and rnilitary aviation, aeronautical industry and aeronautical sciences have the same development. Nowadays, the Hungarian Airlines is under privatisation, the Hungarian Airforce stands before the change of fighters, the aeronautical industry has started a new way of development, the education system has established the new training programs in aeronautical and air transportarian engineering and the Hungarian aeronautical sciences tries to integrate into the international scientific co-operation. Every two - three years we demoostrate the new results of the Hungarian aeronautical sciences. We try to define the problems and ways for future development of the Hungarian aeronautical sciences generated by needs of our aviation and industry. The Conferences of the Hungarian Days of Aeronautical Sciences is a big celebration for ali of us working for development of Hungarian aeronautics. W e have pleasure and honour to meet here o ur foreigner partners, friends helping to us in our hard work. This book contains the papers selected for publishing from the final program of our las t, l th Hungarian Days of Aeronautical Science Conferences. I think, the lectures demoostrate a big step done by Hungarian aeronautical sciences and I hope the engineers, scientists, administrative staff of Hungarian aeronautics can learn a lot from these papers and they can find many useful ideas for their future work.
Prof. Dr. József Rohács
Content
f!.
Page
( MULTI-CRITERIA
l·'' ~'
1111d Dragan Petrovic
Regional Flight Dr. József Rohács - Dr. Zsanna Gaun - Dr. Tamás Gaun - Dr. István Steiger (TIJB Department of Airera n and Ships) ROLE OF REGIONAL FLIGHT IN REGION DEVELOPMENT
375
Péter Kerst (MALÉV, Hungarian Airlines Compafiy) REGIONAL FLIGHT ACCORDING TO MAL~V
165
Pel ar Mirosavljevic - Dragan Petrovic (University of Belgradc·· raculty of Transport and Trafiic Engineering) · EVALUATION OF REGIONAL AIRCRAFT BYMULTI-CRITERIA OPTIMIZATION
416
~'
~~.
-~eters of regional airerafis was bojet) evaluation of several . l consumption and speed. .fur.·
t< ~
li_,:\
. Role of Air Force in the Integrated Europe Dr. György Peták (Zrínyi Miklós National Defence University Department of Aircrafl and Engines) DEVELOPMENT OF FIGHTER AIRCRAFT, INCREASING OF THEIR AtR COMSAT PERFORMANCE, AVAILABILITY, StJRVIVABILITY AND DECREASING THEMAINTENANCE AND LOGISTIC COSTS
78
Imre Eszenyi (Zrínyi Miklós National Defence University Department ofLogistics) CIVIL-MILITARY LOGISTICS CONNECTION RELATING TO THE AIRPORT OF DEBARKATION (APOD) . ., •·
26
László Ványa (Zrínyi Miklós National Defence University Electronic Warfare Department) UNMANNED AIR VEHICLES- COMMANDER'S EYES AND ARMS IN THE INFORMATION
91
Sándor Szomora (Aeroplex ofCentrnl Europe) 'i'.; ROLE OF CIVIL AVIATION AUTHORITY"APPROVALS IN THE·BUSINESS SUCCESS OF AE ROPLEX OF CENTRAL EUROPE ON THE INTERNATIONAL AÍRCRAFT MAINTENANGE MARKET
294
Tekn. Lic Jan Palmqvist - Dr. Predrag Pucar (Saab Grippen) NINS/NILS • 'A NEW NAVIGATION AND LANDING SYSTEM FOR GRiPPEN
251
Avionics, Aircraft ~ystems ~-
'; ~. .
Prof. Dr.-ing. ·Gottfried Sachs- Dipi.-Ing. Ulrich Sem~es .'oipl.-I~g. Pé·~~~ Herm~e (M~~hen Technical University) SIMULATION AND FLIGHT TEST OF A GROUND PROXIJIJIITY W ARNING SYSTEM
385
Or. Róbert Szaholesi (Miklós Zrlnyi National Dcfcnce University Faculty of Management and Command 258 Department of Aircrafi Onboard Systeins) . .. · ' 'é'''.,~'- .:, •· ' '· ' ·· > í · · ' LQ BASED DESIGN METHODS APPLIED IN AUTOMATICi!'l:IGHTCONi'RÖL SYSTEMS Andrea Nagy - László Szahó (Zrínyi Miklós ·National Defence University öépattment of Aircraf\ and Engines) STEALrt-t DESIGN THE FUNDAMENTALS,LIMITS AND IMPACTSOF STEALTH TECHNOLOGY
j 38
Dr. Imre Makkay (Zrinyi MÍklós National Dcf~née University Electronic Watfarc DCp;Írth~cnt) AEROSTATS -IEW PAYLOADS ON BOARD
47
d
'
.
".
. 'h 'i i:~ i
Jó1:scf Kolács (Míklós Zrinyi National Defencc Uni.v~rsity. FIIClllty, .of Manageil!cnt .and Command Department of Aircrafi Onboard System) · ·.:.. · · , 'i . , ·· ·· · · ' · · KOORDINÁTA HELYESBITÉSI ELVEK NAVIGÁCIÓS KOMPLEXUMOKBAN lj!,
':
153
:1
Bertold Békési (Miklós Zrinyi National Defence University ·Facu1tY i'o( Managemeni and Command Department of Aircraft Onboard System) CONSTRUCTION OF LASER GYROS
132
j
Aerodynamics, Flight Aviation Authority and Air Traffic Control László Bátori (Ministry of Transport Communication and Water Management General Directorate of Civil Aviation) THE JOINT AVIATION AUTHORITIES AND THE EUROPEAN UNION
5
Dr. Robács József- Dr. István Steiger (11JB Department of Aircraft and Ships) TYPE CERTIFICATION
315
Gyula Keszthelyi - Dr. Gyula ÓVári (Hungarian Army Directorate of Logistics - Zrinyi Miklós National Defence University Department of Aircraft and Engines) THE LOGISTICS SYSTEM OF THE MIG-29 FIGHTER IN THE LIGHT OF THE HUNGARIAN NATO MEMBERSHIP
410
Dr. László Pokorádi - László
Technic) A KOCKÁZATKEZELÉSA
Aircraft Engines Dr. Imre Sánta (11JB Department of Aircraft and Ships) MATHEMATICAL MODELLING OF AXIAL COMPRESSOR
320
Piroska Ailer (11JB Department of Aircraft and Ships) MATHE MATI CAL MODELLING OF CONTROL SYSTEM OF A LOW-POWER ENGINE
142
Árpád Veress- Dr. Endre Pásztor (1118 Department of Aircraft and Ships) COMPARATIVE STATE OF STRESS ANALYSIS OF CENTRIFUGAL COMPRESSOR
10 l
Aircraft Design, Operation and Maintenante Márton Blaskó - Gábor Endrííc:zi - György Makkai (lns. of Solid State Physics, Budapest - Nuclear and Particle Research- Hungarlan Defence Forces. Aeronautical Eng. Dir.) COMBINATED NEUTRON RADIOGRAPHYC AND VIBRATION DIAGNOSTIC EXPERIMENTS ON HELICOPTER ROTOR BLADES
20
Dr. George Savu (COMOTI) GLOBAL AERODYNAMIC OPTIMIZATION OF SOLAR POWERED, UNMANNED AIRPLANE
413
Abdesseiam Aomar (TUB Department of Aircrafiand Ships) EFFECTS OF PARAMETER CHANGES IN HYDRAULIC SERV0-ACTUATOR AND AIRCRAFT DYNAMICS
10
·
Human, Ergonomical, Medical Questions
Luigi Balis Crema - Anto~io C~stellani oJiÍJartimento Aerospaziale from Italy) HUMAN. FA~TO~S IN AIRCRAFT MAINTENANGE
280
József Bera - Dr. László Pokorádi (Zrinyi Miklós National Defence University Department of Military
114
Technics)
Sándor Sződi - Zoltán Mátrai -
· ACTUAL QUESTIONS OF MEASURING OF THE AIRCRAFT NOISE
László Onnos (Agricultural Coliage Nyitegyháza of Gödöllő University) ON-BOARD NEURAL FLIGHT CONTROLNETWORK BASED ON THE MODEL OF HUMAN REFLEX COURSE
59 of Hungarian Aviation)
Csaba Moravszki (TUB Department of Aircraft and Ships) DEVELOPMENT OF TOUCHSCREEN EQUIPPED ELECTRONIC FLIGHT DISPLAY FOR PILOT INTERACTION
355
Attila Nagy (11JB Department of Aircraft and Ships) CONTROL OF MACRO AERODYNAMICAL MODEL BY MICRO DEVICES
411
ofHungarian Aviation)
Aerodynamics, Flight Mechanícs, Risk Estimate in the Environment of Flight and Military
"
illt Oeneral Directorate of Civil
r.·
5
~N UNION
Dr. László Pokorádi (Zrinyi Miklós National Defence University Department of Military Technic) KOCKÁZATBECSLÉS! MÓDSZEREK ÉS TECHNIKÁK A REPÜLÉSBEN
66
Dr. Zsanna Gausz (TIJB Department of Aircraft and Ships) MÓDSZEREK A REPÜLÓGÉPEK ELŐZETES AERODINAMIKAI SZÁMITASÁBAN
245
~)
315
Dr. Tamás Gausz (TIJB Department of Aircraft and Ships) ALKALMAZOTT ÖRVÉNYELMÉLETEK A REPÜLOOÉP-AERODINAMIKÁBAN
270
~ - Zrinyi Miklós National
410
Dr. Sándor Kttskeméti (ZMNE Institute of Flying Officers) KÜLÖNLEGES RENDELTETÉSŰ HARCCSAPATOK TEVÉKENYSÉGE. VEZETÉSE VÁLSÁGKEZELÉS, VAGY KORLÁTOZOTT FEGYVERES KONFLIKTUSOK IDÖSZAKÁBAN
414
Dr. László Pokorádi - László Madarász (Zrinyi Miklós National Defence University Department of Military Technic) A KOCKÁZATKEZELÉS A REPÜLÖMÜSZAKI MENEDZSMENT TEVÉKENYSÉGÉBEN
365
Balázs Gáti (TUB Department of Aircraft and Ships)
161
~
~h
,,
.
!fT OF THE HUNGARIAN
~
LR
320
l
142
SÁRKÁNYREPÜLÉS-MECHANIKA
t
r
r-POWER ENGINE
101
COMPRESSOR
l Budapest - Nuclear and
20
413
10
Aviation Authority and Air Traffic Control Human, Ergonomical, Medical Questions Gábor Hidvégi -József Bajusz (MALÉV, Hungarian Airlines Company) AJAR ELŐÍRÁSOK ÉS AZ ISO 9000 SZERINTI MINÖSÉGBIZTOSÍTÁS KAPCSOlJ\TA
38
Dr. GyulaSzabó-Gyula S7.elestey (Agricultural Collase Nyíregyháza of Gödöllő University) A JAR-FCL KÖVETELMÉNYEK ÉRVÉNYESITÉSE A MÉRNÖK-PILÓTA KÉPZÉSBEN
395
József Tóth (ZMNE Department ofEconomy and Defence-Economy) MINÖSÉGSTRATÉGIÁK A REPÜLŐGÉPIPARBAN
287
Lajos Kiss (Agricultural Coliage Nyíregyháza of Gödöllő University) A DINAMIKA TANTÁRGY OKTATÁSA A REPÜLÖMÉRNÖK KÉPZÉSBEN
232
János Halász (Kossuth Lajos Professional Secondary School) REPÜ LÓ SZAKKÉPZÉS JELENE ÉS JÓVÓJE MAGYARORSZÁGON
311
Dr. László Lóth - Dr. Gábor Hardicsay (Quality Traíning School and LIRSZ) A HUMAN ERŐFORRÁS FEJLESZTÉSE A MAGYAR POLGÁRI REPÜLÉSBEN
415
Dr Ildikó Klementis (Hungarían Ray-Biolo~ and Ray-Health Research Center) A KOZMIKUS SUGÁRZAS ÉS MOLEKULÁRIS BIOLÓGIA HATÁSAl
412
280
At the Age of 50 the Hungarian Parachute Sport and Sport Flights ity Department of Military
114
59
355 DISPU\Y FOR PlLOT
411
Sándor Sződi - Zoltán Mátrai - János Tóth - Sándor Kastély - Lőrinc Dombi - István Tótb (Association ofHungarian Aviator) AZ 50 ÉVES MAGYAR EJTÖERNYÖS SPORT TÖRTÉNETE, AZ EJTÖERNYÖS SPORT (VERSENYSZÁMOK) FEJLÖDÉSE
186
Sándor Sződi - Zoltán Mátrai -János Tóth -Sándor Kastély - Lőrinc Dombi - István Tóth (Association of Hungarian Aviation) A MAGYAR EJTŐERNYŐS SPORT EREDMÉNYEI AZ EJTŐERNYŐSUGRÁS BIZTONSÁGA
197
Sándor Sződi - Zoltán Mátrai- János Tóth " Sáildor Kll.'ltély - Lőrinc Dombi - Imán Tóth (Association of Hungarian Aviation) AZ EJTÓERNYÖZÉS .JOGSZABÁLYl FELTÉTELEl AZ EJTÓERNYÖK ÉS EJTÓÉRNYÖS UGRÁS ÁLTALÁNOS HELYZETE
212
István Tóth (Flightlnstructor Division at the Airport of Nyíregyháza) A SPORTREPÜLÉS HELYZETE NY[ R EGYHÁZÁN
242
l
Airuart Engines and Aireraft Repairing Dr. Endre Pásztor (Zrinyi Miklós National Defencc University Department of Aircraft and Engines) KISÉRLETEK REPÜLÖGÉP LÉGKONDICIONÁLÁSÁRA ALKALMAS TURBÓLÉGHŰTŐ BERENDEZÉSSEL
331
András Gál - György Badovszky A DORNIER (D028D2) TIPUSÚ DUGATTYÚS REPÜLŐGÉP ÁTALAKITÁSA LÉGCSAVAROS GÁZTURBINAS VÁLTOZATTÁ (D028G92)
348
LásrJó Szilvássy -Bertold Békési (Mildós Zrinyi National Defence University Faculty of Management and Command Department of Aircraft Onboard S~) A KATO NAl REPÜLÖGÉP FEDÉLZETI RAKÉTÁK HAJTÓMŰVEl
124
Készült: a GATE Mez5gazdasági Főiskola Nyomdájában Nyíregyházán 150 példányban Eng.sz.: 14/1999. MGszaki vezető: Sóvári Lajosné
12rn HUNGARJAN DAYSOF AERONAUTICALSC/ENCESCONFERENCEBUDAPESJ: NYÍREGYHÁZA JUNE2-4, /999.
A KATONAI REPÜLŐGÉP FEDÉLZETI RAKÉTÁK HAJTÓMŰVEJ SZILVÁSSY László mérnök őrnagy egyetemi tanársegéd Zrínyi Mildós Nemzetvédelmi Egyetem Vezetés- és Szervezéstudományi Kar Fedélzeti Rendszerek Tanszék 5008. Szolnok, Pf. l., Magyarország Fax: +(36)56-422-306, Telefon: +(36)56-343-422, m. 48-71
BÉKÉSI Bertold mérnök százados egyetemi tanársegéd Zrínyi Miklós Nemzetvédelmi Egyetem Vezetés- és Szervezéstudományi Kar Fedélzeti Rendszerek Tanszék 5008. Szolnok, Pf.!., Magyarország Fax: +(36)56-422-306, E-mail:
[email protected] Phone: +(36)56-343-422, m. 48-61, 48-75
Rece íved: June 2, /999.
-.:1':
A szerzók célja bemutatni a repülógép-fedélzeti rakétákban alkat/nazott hajtóművek többek közölt a torlósugárhajtóművet is.
kűlőnbözó típusait,
1. BEVEZETÉS A szerzők előző cikkükben a repülőgép-fedélzeti rakéták hajtóműveiben alkalmazott hajtóanyagokról írtak, ahol elsősorban a szilárd hajtóanyag formákat mutatták be. Ez a cikk kapcsolódik az előzőhöz, igaz röviden bemutatva szinte a teljes keresztmetszetéta repülőgép-fedélzeti rakétákon alkalmazott rakétahajtómüveknek.
2. A REAKTÍV HAJTÓMÜVEK OSZTÁLYOZÁSA A rakéta hajtóműveket fizikai szempontok alapján a reaktív hajtóművek csoportjába sorolhatjuk, melyeket alapvetően két nagy csoportra oszthatunk A2 egyik nagy csoportba azok a h~tóművek tartoznak, amelyek az atmoszférában található levegőt használják, mint az energiaforrás nélkülözhetetlen komponensét, vagy mint a kiáramló tömeget, vagy mint mindkettőt. Ezeket a hajtóműveket levegőnyelő (aerob) hajtóműveknek nevezzük. Ilyen hajtóműveket találhatunk a repülőgépeken, robot repülőgépeken és néhány rakétán. Ezeknek a hajtóműveknek az alkalmazási magassága igen korlátozott és bármennyire is szeretnénk, de 30.000 méter fOlött már nem alkalmazhatóak. A másik nagy csoportba azok a hajtóművek tartoznak, melyeknek nincsen 124
SZILVÁSSY LÁSZLÓ. BÉKÉSI BERTOLD
szUkséglik a környezetükben található levegőre sem energiaforrásként, sem pedig a kiáramló tömeghez. Ezek a levegőt nem nyelő (anaerob) hajtóművek. Talán a legismertebb alkalmazási területlik űrhajózási hordozó rakéták. 2.1 levegő nyélő hajtóművek
..,;t.
•
~
...
A légcsavaros hajtóműnél a vonóerőt a légcsavar keresztmetszetén, az úgynevezett légcsavartáresán átáramló levegő felgyorsításával állítjuk elő. A v sebességgel mozgó repülőgépre szetelt légcsavar a "beszívott" levegőt 2w sebességnövekedéssel "löki" hátra. Mivel· hatása' a tárcsa előtt és mögötti térre is kiterjed, amit a sugárkontrakció mutat; bizonyítható, hogy a légcsavar síkjában sebességnövekmény feleakkora, vagyis w'. A légcsavart hajthatja dugattyús motor, vagy gázturbina. Mindkét esetben a hajtómű a környezeti levegőt használja az energiaforrás egyik komponenseként. A légcsavaros hajtómű legjobban a viszonylag kis sebességű repülőgépeknél, légijárműveknél alkalmazható. A gázturbinás sugárhajtómű főalkotó elemei a levegő szívócsatorna, a sűrítő vagy kompresszor, az égőkamra: a turbina és a füvócsö. Az egőkarrírában, a sűrített levegőben el_égetett üzemanyagból nyert energia egy részét a turbina átalakítja mechanikai energiává a. kompresszor hajtására, ~. megmaradó rész . a füvócsőben . átalakul mozgási energiává és tolóerőt fejt ki. Ezt a hajtómű típust a közepes és nagy sebességű reptilőgépeknél, robotreplilőgépeknél kerül alkalmazásra. (körlilbelül 2-2,5 M tartományig) Az ennél nagyobb sebességeknél már feleslegessé válik a turbókompresszor, mivel a szívócsatornában létesített torlónyomás, rekompresszió elegendő az égési reakció jó hatásfokú lefolyásához. Az ilyen típusú hajtóműveket hívjuk a torlósugár hajtóműnek.
• "'
~
.__
l l'
_".
..1
------'
.. Ez a propulziós renp~zer csupáp a Iewgöbeömlőcsatornából, az égőtérből és. a . füvócsőből áll. Mivel nincs(!!Jek benne nagy sebességgel forgó alkatrészek, mint a kompresszor, vagy a tur,bina, felépítése sokkal egyszerűbb, mint a gázturbinás sugárhajtómüve.ké. Ezzel . szemben viszont nagy hátránya, hogy csak nagy • sebességek~1él (kb. kétszeres Mach szám elérése után) lehet beindítanl. Emiatt a · torlósugárhajtóművet mind\g gázturbinás sugárhajtómíível vagy rakétahajtóművel kell · · társítani.
... -
2.2
levegőt
nem nyelő
hajtóművek
A levegőt nem nyelő hajtóműveket leggyakrabban rakétahajtóműként szoktuk emlegetni. Vizsgáljuk meg mit is nevezünk rakétahajtómíínek. "Olyan különleges sugárhajtómű, amely a .mííködéshez nem a környező levegőt használja fel, hanem az üzemeltetéshez szükséges anyagot a fedélzeten viszi magával. Ebből eredően a rakétahajtómű bárhol, még légüres térben is elő tud állítani tolóerőt A rakétahajtómű lehet: kémiai, atom- és elektromos rendszerű. A kémiai rakétahajtómű munkaközege nagy hőmérsékletű gáz, a rakéta-hajtóanyag égésének v. nagyon gyors bomlásának a terméke. Ma még az atom-rakétahajtómű fejlesztési stádiumban van; az elektromos rakétah
A KATONAI REPOLÖGÉP FEDÉLZETI RAKÉTAK IIAJTÓMÚVEI
rendszerek orientációs egységeiben fordulnak elő." [14] A fenti definíciót megvizsgálva a rakétahajtóműveket két csoportra oszthatók: Az egyikben - a kémiai rakétahajtóművekben - az energiaforrás és a kiáramló tömeg szoros összefiiggésben van egymással A másikban a hajtómű energia forrása és a kiáramló tömeg nincsen olyan szoros összefliggésben egymással. Például használható az atomenergia vagy a napenergia. A kiáramló tömeget gyorsíthatjuk magas hőfokú gázkeverék expanziójával vagy esetleg elektromágneses tér segítségéveL Számunkra az első csoport a lényeges ugyanis a repülőfedélzeti rakétákban ezen az elven működö hajtóműveket alkalmazunk, mivel gyakorlati megvalósítása az ilyen ~;;- típusú hajtóműveknek lehetséges viszonylag olcsón és egyszeruen. Ezek a hajtóművek azért is alkalmasak repülőfedélzeti rakétákban való alkalmazásra, mert rövid idő alatt képesek igen nagy sebességeket (akár 3-3,5 M) elérni, így igen nagy távolságokat rövid idő alatt megtenni. -----~ A repülögép-fedélzeti rakétákban alkalmazott rakétahajtóműveket a következőképpen csoportosíthatjuk:
SZfLÁRD HAJTÓANYAGÓ
EGYFOKOZATÚIKÉTFOKOZATÚ EGYFOKOZATÚIKÉTFOKOZATÚ
3. SZILÁRI
•
A szilá szilárd hajtóa1 tüzelőtérben
RAKÉTA HAJTÓMŰ FOL VÉKONY HAJTÓANYAGÓ
elnevezés, de l~ tartom tisztem világítani, az el A haro egyfokozatú, l nem tervezem rendelkeznek,:. hajtóanyagú Til tehát a hagyo torlósugárhajt< folyékony és s
h
egyben a raké1 KOMBINÁL T HAJTÓMŰ
l
Fontos előnye
·.'s~
KÉTFOKOZATÚ
a~
az i
l. sz. táblázat
A
rakétahajtóművek
felosztása
Ha csoportosítjuk a repülőgép-fedélzeti rakétákat, és megvizsgáljuk, hogy a kölönböző csoportokban milyen rakétahajtóművek fordulnak elő, akkor a következő következtetésre jutunk. Nem irányílható rakéták esetében kutatásaim során nem találkoztam csak szilárd hajtóanyagú rakétahajtóműveL Ez a rakéták viszonylag gyakori kis méretével és a hajtómű gyártási hibáiból adódó viszonylag kis szórásból és a hajtómű megbízható működéséből, olcsó előalíthatóságából adódik. Az irányítható rakéták között különbséget kell tenni a légiharc és· a felszín elleni rakéták között. A légiharc rakéták között sem találtam csak szilárd hajtóanyagú rakétahajtóművet, míg a felszínelleni rakéták között igen nagy a választék. A rakéta harcászati jellegétől, vagy a hatótávolságtól illetve a rakéta méretétől fuggően ebben a csoportban megtalálható valamennyi korábban felsorolt hajtómű. A felsorolt reaktív hajtóművek szinte bármilyen kombinációja előfordulhat a rakétákon és ennek fliggvényében beszélünk egyfokozatú, vagy kétfokozatú hajtóműrőL Háromfokozatú hajtómüvel egyelőre nem találkoztam, de létezését nem tartom kizártnak, mivel az elektronika igen gyors fejlődésével a lokátorok, egyéb felderítő eszközök hatótávolsága is fejlődik, ami lehetövé teszi az egyre nagyobb távolságból történő rakétaindítást A sajtóban robotrepülőgépként vagy cirkálórakétaként emlegetett eszközöknek gázturbinás sugárhajtóműve van esetleg utánégetövel, vagy nélküle. Éppen ezért ha a hajtómű oldaláról közelitjük meg az eszköz elnevezését, akkor a robotrepülőgép a jobb 126
Hátrányai: -,-·fil~ válto;ziJ
hőmét1
·•
tüzelöt4
v i~
azj
f/
SZILVÁSSY LÁSZLÓ. BÉKÉSI BERTOLD
~oszthatók:
,:·es a kiáramló
· .en olyan szoros a napenergia. A .,.al vagy esetleg étákban ezen 'sítása az ilyen _ ''· a hajtóművek -~. ,fövid idő alatt ;, távolságokat C:' ti
a
"!.
'
•
elnevezés, de legtöbb szakmai könyvben rakétaként írnak ezekről az eszközökről. Nem tartom tisztemnek az elnevezések közötti ellentmondást feloldani csak rá szeretnék világítani, az elnevezések közötti ellentmondásra. A hagyományos értelemben vett rakéták között találunk olyat, amelyik egyfokozatú, szilárd hajtóanyagú rakétahajtóművel rendelkezik, melyek felépítését nem tervezem tárgyalni. Találunk viszont olyat, amelyik kétfokozatú hajtóművel rendelkeznek, melyek közül az első fokozat - a gyorsító fokozat - szilárd hajtóanyagú rakétahajtómű. Ezen rakéták második fokozata lehet levegőt nem nyelő, tehát a hagyományos értelemben vett rakétahajtómű, lehet viszont levegőt nyelő torlósugárhajtómű. Ezek között a hajtóművek között is megkülönböztethetünk · folyékony és szilárd hajtóanyagú hajtóműveket.
3. SZILÁRD ÉS FOLYÉKONY HAJTÓANYAGÚ RAKÉTAHAJTÓMŰVEK
..
RÖVID ÖSSZEHASONLÍTÁSA A szilárd hajtóanyagú rakétahajtómű szerkezetét tekintve igen egyszerí.i. A 1 szilárd hajtóanyagat - általában különféle lőporokat - hajtótöltet formájában, a tüzelőtérben helyezik el, így tulajdonképpen a tüzelőtér egyben a hajtóanyagtartály, és egyben a rakéta törzse is.
ÁLTHAJTÓMÜ
Fontos előnye: ' ·-,-- szerkezet, így a gyártása is egyszerű és viszonylag olcsó; a hajtótöltet állandóán a rakétában tárolható; az indításhoz való előkészítés időigénytelen.
:áljuk, hogy a
a következő során nem
,ik viszony lag
liS szórásból és .• án . h .
[:cA
·'n.Z
..
...
1r yJt ato.
!~ták között. A
ftómüvet, míg a üellegétöl, vagy megtalálható ,, előfordulhat a f kétfokozatú ''létezését nem _.átorok, egyéb iegyre nagyobb '
....
~
Hátrányai: - mivel a hajtótöltet tárolótartálya a hajtómű működése során tüzelőtérré változik, és egyben a rakéta törzse is, így a fellépő nagy nyomást és hömersékletet a tervezéskor figyelembe kell venni, ami me~~övelheti a tüzelőtér méretét; · viszonylag kis fajlagos tolóerő; 2 az égési folyamatotjelentősen befolyásolja a töltet kezdeti hőmérséklete; nagyon nehezen, vagy egyáltalán nem oldható meg a hajtómű leállítása. Figyelembe véve a .felsorolt előnyeit - hátrányai ellenére - páncéltörő, tüzérségi, légvédelmi, repülőgép-, helikopter-, hajó- és tengeralattjáró-fedélzeti rakétákban is széleskörű alkalmazást nyert. A korszcrű szilárd hajtóanyagú rakétahajtóművek legnagyobb fajlagos tolóereje 3000 N/kg, a legnagyobb tüzelőtérnyomásuk pedig mintegy 20 MPa. ' lásd [ 15] Szilvássy László: Repülögép-fedélzeti rakéták hajtóműveiben alkalmazott hajtóanyagok, Zrinyi Mik!ós Nemzetvédelmi Egyetem RepUiötiszii Intézet Repüléstudományi Közleméoyek, X. évfolyam 25, .szám 1998/2.
Töltet kezdeti hőmérséklete: a hajtótöltetelk lényeges tulajdonsága. A töltethőmérséklet meghatározza a szilárd hájtóanyagú rakétahajtóművek tolóerejét, ugyanis a kisebb hőmérsékletű hajtótöltet lasabban ég. A lasabban égés eredményeként egy időegység alatt ke.vesebb égéstermék keletkezik, tehát kisebb a tolóerő. A töltethőmérsékletnek -30 °C-ról +40 °C-ra való növelésekor a to lóerő, a hajtóanyag fajtájától fllggöen, 40-60%kal növekedhet. A töltethömérsékletet a lőelemek megadásakor, illetve a szilárd hajtóanyagú rakétahajtóművek Uzemeltctése során figyelembe kell venni. [14] 2
127
l
A KATONAI REPVLÓGÉP FEDÉLZE'ff RAKÉTÁK HAJTÓMÚVET
A folyékony hajtóanyagú rakétahajtóművet gyakran alkalmazzák közepes ill. nagy hatótávolságú rakétafegyvere~ben. Az. ~ly en t!pusú h~jtómű,vek . s~er~ezet~ bonyolultabb, mint a korábban targyalt sztl~rd haJtóany~g,u raketahaJtmnuve~~ Általában hajtóanyag tartályból vagy tartalyokbol, hajtoanyag-táprendszerbol, hajtóházból (tüzelőtér a fűvókával) és a hajtómű automatikából áll. ~ hajtóanyagtartályokban tárolt összetevőket (általában oxidálóanyag?t ~s tüzelöanyagot) a táprendszer szállítja a tüzelötérbe, ahol a meggyulladas utan folyamatos égés játszódik le. A hajtómű-automatika irányítja a hajtómű működését: a megindítását; az összetevők begyújtását; a tüzelőtérbe betáplálandó hajtóanyagmennyiségének szabályozását; az összetevők egymáshoz viszonyitott mennyiségének megváltoztatását; a hajtómű leállítását.
• •
számára ez ac amiről fenteb nyer elhelye indulásakor nagymeiihyi ,: gyorsítás~
A folyékony hajtóanyagú rakétahajtóművek előnyös tulajdonságai: a szabályozás egyszerűsége és pontossága; - a gyors és pontos leállítás lehetősége; - viszonylag magas fajlagos tolóerő. Hátrányai: bizonyos típusú hajtóanyag-összetevöket sajátos tulajdonságuk miatt nem lehet a rakéta fedélzeti tartályaiban tárolni huzamosabb ideig; az előbbiből következően viszonylag nagy előkészítési idő; szerkezete meglehetősen bonyolult; Fajlagos tolóerő [N sik g]
Kiáramlási sebesség [m/s]
Tüzelőtérnyomás
Szilárd hajtóanyagok
2500-3000
1000-2500
15-20
Folyékony hajtóanyagok
3500-4000
2500-4000
6-8
[MPa]
2. sz. táblázat Hajtóanyagok összehasonlítása A különböző hajtóanyagú rakétahajtóművekről eddig leírtakat figyelembe véve megállapíthatjuk, hogy a gazdaságossági és kezelhetőségi szempontokat figyelembe véve látható, hogy a szilárd hajtóanyagformák térhódítása miért olyan jelentős a repülőfedélzeti rakéták körében.
4. RAKÉTÁKON ALKALMAZOTT TORLÓSUGÁRHAJTÓMŰ FELÉPÍTÉSE Torlósugárhajtóművcl felszerelt rakéták különös ismertetője, hogy rendelkeznek valamilyen levegőbeömlő csatornával, vagy csatornákkal. Ismerek olyan rakétát, melynek a levegő beömlő csatoritája külső megjelenésében a MiG-21 128
• •
utazó fokoz ~ hajtóanyag addig, míg~ segitségével.. nyomás t .. · torlónyomás , torlónyomás fűvókán ker ~ keresztmetsz. sz. ábra !J:lsÓ · meg. Amen Bármelyikfői oxigén csaJ<. eg égéshez.•
.1
//
SZILVÁSSY LÁSZLÓ. BÉKÉSI BERTOLD
...
•
"!!.
..
!t
...
J!.
repülőgép beömlő csatomájára hasonlít; Ha jobban: fTlegvizsgáljuk a rakéta hajtóművének felépítését a hasonlóság fokozódik, ugyanis a,rakéta ,!f1ásodik fokozata nem más, mint az egyik ismert MiG repülőgép utánégető fqkozata,folyékonykerozin üzemanyaggal. Természetesen mire ez a hajtómű működésbe kezd a rak~ta már közel 2 Mach sebességgel repül. Ezt a sebességet négy darab szilárd hajtóanyagú leváló rakétahajtómű biztosítja. A másik igen gyakran alkalmazott torlósugárhajtómű felépítését tekintve eltér az előbb említettőL A különbség az, hogy a levegő bepmlő ~atorna a rakéta testen kívül, az oldalán helyezkedik el. A leggyakrabban alkalmazott beömlőcsatorna szám a négy. Éppen ez az, ami nagyon sok félreértésre ad okot-ugyanis felületes szemlélő számára ez a négy beömlőcsatorna úgy néz ki, minfua n~gy gyorsíió 'fokozat lenne, amiről fentebb írtam. Az ilyen típusú rakétahajtómű általá'ban-~özös:her1geres testben nyer elhelyezést á gyorsító hajtóművel egymás mögötti elrendezésben. A rakéta indulásakor csak a györsító fokozat indul és viszony lag rövid idő alatt nagy.mennyiségű szilárd hajtóanyagat éget el, progresszív égéssei a rakéta gyorsításához. A gyorsító fokozat kiégésével egy időben indul a második menet vagy utazó fokozat, ami a kiéget indító-hajtóműteret használja égőtérként, ahol megtörténik hajtóanyag elégetése a környező levegő segítségéveL A levegő beömlő csatornák addig, míg a gyorsító fokozat működik lezárásra kerülnek egy speciális dugó segítségéve!. (lásd L sz. ábra felső rajz) A dugókat a start hajtóműben uralkodó nagy nyomás tartja a helyükön mindaddig amíg a hajtómű nyomása magasabb inint a torlónyomás. Ez pedig a hajtómű kiégésekor következhet csak be. Ekkor a dugók a torlónyomás hatására beesnek az égőtérbe és rendszerint elégnek vagy távoznak a fúvókán keresztüL Az indító hajtómű kiégésével egy időben szükség van a fúvóka keresztmetszetének megnövelésére a menet hajtómű igényeinek megfelelően (lásd l. sz. ábra aJsó rajz). Ezt a leggyakrabbah egy lerobbantható fúvóka egységgel oldják meg, A menet hajtómű a haj!óanyag tekintetében lehet akár folyékony akár szilárd. Bármelyikről is legyen szó olyan Összetételű, hogy az égés során felhasználásra kerülő oxigén csak egy részét tartalmazza így szükséges a külsö levegő betáplálás a tökéletes égéshez.•
•
!.sz. ábra A
torlósugárhajtómű
129
felépítése
A KATONAI REPOLÓGÉP FEDÉLZETI RAKÉTÁK HAJTÓM0VEI
Végezeilll szeretnék néhány példát felsorolni az ismertebb rakétákon alkalmazott különböző rakétahajtóművekre. (Előre bocsátom, hogy a felsorolás csak olyan információt tartalmaz amely az irodalomjegyzékben felsorolt nyílt, szabadon hozzáférhető könyvekben, jegyzetekben fellelhető.) KÉTFOKOZATÚ
EGYFOKOZATÚ
ELSÓ FOKOZAT
SZILÁRD
MÁSODIK FOKOZA T
FOLYEKONY SZILÁRD FOLYEKONY SZJLÁRD WOLYÉKON .Y
x IAA-1,-2,-3,-4 x IAA-s, -6, -7, -8 x IAA-6,-7,-8 x lAS-4, -5, -6 x IAS-15 SA-4, Ganef SA-6, Gainful 1\S.ll ASMP IKormaran IANS IMartel KJabriel III A/S iPenguin IRB 05A x lACM x IAGM-86B IAGM-84A Harpon x IAMRAM x ' ~IM-120 IASAT IPhoenix, AIM-54 x Sidewinder, AIM-9 x Sparrow, AIM-7 x . ' ., ' torlosugar raketahajtomu •• kerozin hajtóanyagú, torlósugárhajtómű ••• gázturbinás sugárhajtómű
x x x x x x x x x
x
3. sz. táblázat Néhány rakéta és hajtóműve
l 30
x x
x
x x x x x
x
x
•
•
•
•
•
•
x
x
SZ!LVIÍSSY LÁSZLÓ. BÉKÉSI BERTOLD
FELHASZNÁLT IRODALOM
•
~
!l
'
•
•
·"-
..
[l] Bill GUNSTON: Korszeru harci repülőgépek fegyverzet, Zrínyi Kiadó, Budapest, 1995. [2] Haditechnika folyóirat 1996/3. szám [3] Haditechnika folyóirat l 997/4. szám [4] Hadtudományi lexikon CD~ROM, MHTT 1995, Scriptum Rt. 1998. [5] Idegen hedseregek katonai repUfőeröibep rendszeresített fóbb fedélzeti pusztítóeszközök, Magyar Honvédség kiadványa 1993, (ld/16 Szabályzat) [6] KAKULA János mk. őrnagy: Rakéták szerkezettana, Főiskolai jegyzet, KGyRMF, Szolnok 1989. KAKULA János mk. őrnagy: Robbanóanyagok és a robbanás hatásai, Főiskolai [7] jegyzet, KGyRMF, Szolnok 1990. [8] DR. LUKÁCS László: Katonai robbantástechnika és a környezetvédelem, ZMNE HTK, 1997. [9] MiG-29 publication by 4+ Publishing Co., Praha, 1995. · [10] Militair folyóirat L évf./l. szám, Triak gmk, 1996. május [ll] Militair folyóirat I, évf./2. szám, Triak gmk, 1996.június (12] NAGY István György-SZENTESI György: Rakétafagyverek űrhajózási hordozórakéták, Típuskönyv, Zrínyi Katon;ú Kiadó, Budapest, 1983. [13] PAPP Bálint-~AGY István. György-DR. TAMÁSI Zoltán: Rakétafegyver, Zrínyi Katonai Kiadó,. Budapest, 1962. · · . · [14] SÁRHIDAI Gyula: Robotrepűlőgépek, Haditechnika fiataloknak Zrínyi Katonai Kiadó, Budapest, 1986. (15] SZENTESI György: Hadászati rakéták, Haditechnika fiataloknak Zrínyi Katonai Kiadó, Budapest, 1987. .. [16] SZILVÁSSY László: RepUiögép-tedélzeti rakéták hajtóműveiben alkalmazott hajtóanyagok, RepUiéstudományi Közieinények, Szolnok, 1998/2. (43-50) o. (17] O; A. ILÜINA: Aviacinnoe vOorú«reni{f, tVoeiinoe Izdatelüxtvo Minixterxtvo Oboroní XXXR, Moxkva, 1977 . [18J N. E. KONOVALOV, N. l. MELIK-PASAEV: Teoriq aviacionníh dvigatelej ÖaxtU III. Prqmotoöníe VRD i 'rakethíe dv'ígateli, VVIA im. N. E. Wukovxkogo, Moxkva, 1974. [19] .R. X. XARKIXQN: Aviacionníe boepripaxí, VVIA im. N. E. Wukovxkogo, Moxkva, 1978. [20] V. A. ÖUMAKOV: Aviacionníe raketí, VVIA im, N. ij. Wukovxkogo, Moxkva, 1974.
The purpose of the authars is to review racket engine propel/pnts of on-board rnissiles and their composition, and a/so ramjet engine.
131
