Marquardt RJ-43-MA-11

Marquardt RJ-43-MA-11 — это маршевый прямоточный воздушно-реактивный двигатель (ПВРД), разработанный американской компанией Marquardt Corporation в 1950-х годах. Предназначался для оснащения сверхзвуковых крылатых ракет, в первую очередь — зенитной ракеты CIM-10 Bomarc и противокорабельной ракеты XASM-N-6. Двигатель отличался простотой конструкции, высокой надёжностью и способностью обеспечивать длительный полёт на сверхзвуковых скоростях (около 2,5–3 Маха).

История создания

Разработка RJ-43-MA-11 началась в середине 1950-х годов в рамках программы создания зенитной ракеты Bomarc, предназначенной для перехвата стратегических бомбардировщиков. Основным требованием к силовой установке была способность поддерживать скорость около 2,5 Маха на высоте до 20 км в течение нескольких минут. Marquardt Corporation, имевшая опыт в создании ПВРД для экспериментальных самолётов (например, X-7), предложила двигатель серии RJ-43.

Первые испытания прототипов прошли в 1956–1957 годах на полигоне в Уайт-Сэндс (Нью-Мексико). После доводки конструкции двигатель был принят на вооружение вместе с ракетой Bomarc в 1959 году. Позднее, в начале 1960-х, на базе RJ-43-MA-11 был создан вариант RJ-43-MA-3 для противокорабельной ракеты XASM-N-6, но программа была закрыта в 1963 году из-за изменения военной доктрины.

Конструкция

RJ-43-MA-11 представляет собой прямоточный воздушно-реактивный двигатель (ПВРД) с осесимметричным воздухозаборником и камерой сгорания. Основные элементы конструкции:

• Воздухозаборник — конический, с центральным телом (конусом), обеспечивающим торможение сверхзвукового потока до дозвуковой скорости перед камерой сгорания. Угол полураствора конуса — около 20 градусов.
• Камера сгорания — цилиндрическая, с системой впрыска топлива (керосин JP-4 или JP-5) через форсунки. Воспламенение осуществлялось с помощью пиротехнического зажигания или искровой свечи.
• Сопло — сужающееся-расширяющееся (сопло Лаваля), оптимизированное для работы на высотах 15–20 км.
• Система топливоподачи — турбонасосный агрегат, приводимый в действие сжатым воздухом от бортового аккумулятора.

Двигатель не имел подвижных частей (кроме топливного насоса), что обеспечивало высокую надёжность и простоту обслуживания. Диаметр двигателя — около 0,5 м, длина — 2,1 м, сухая масса — 180 кг.

Характеристики

Основные технические параметры RJ-43-MA-11:

• Тип двигателя — прямоточный воздушно-реактивный (ПВРД).
• Топливо — авиационный керосин JP-4 или JP-5.
• Тяга — 11,1 кН (1130 кгс) на высоте 15 км при скорости 2,5 Маха.
• Удельный расход топлива — 1,35 кг/(кН·ч) на расчётном режиме.
• Скорость полёта — 2,2–2,8 Маха.
• Высотность — до 20 км.
• Температура газов на выходе из камеры сгорания — около 1200 К.
• Ресурс — ограничен длительностью полёта ракеты (несколько минут).

Применение

Основным носителем RJ-43-MA-11 стала зенитная ракета CIM-10 Bomarc, разработанная компанией Boeing. Ракета оснащалась двумя такими двигателями, расположенными по бокам фюзеляжа, что обеспечивало ей скорость до 2,8 Маха и дальность до 400 км. Bomarc состояла на вооружении ВВС США с 1959 по 1972 год, развёртывалась на базах в США и Канаде (в рамках NORAD). Всего было выпущено около 700 ракет.

Второй проект — противокорабельная ракета XASM-N-6 — предполагала использование одного RJ-43-MA-11 в качестве маршевого двигателя. Ракета должна была запускаться с самолётов (A-4 Skyhawk, F-4 Phantom) и поражать надводные цели на дальности до 100 км. Программа была отменена в 1963 году после серии неудачных испытаний.

Модификации

На базе RJ-43-MA-11 были разработаны несколько вариантов:

• RJ-43-MA-3 — версия для XASM-N-6 с увеличенным диаметром камеры сгорания (0,55 м) и тягой 12,5 кН.
• RJ-43-MA-7 — экспериментальный двигатель с регулируемым воздухозаборником для испытаний на самолёте X-7.
• RJ-43-MA-15 — модификация для ракеты Bomarc B с улучшенной системой топливоподачи и увеличенной высотностью (до 25 км).

Сравнение с аналогами

В классе маршевых ПВРД 1950–1960-х годов RJ-43-MA-11 конкурировал с советскими двигателями РД-012 (для ракет КС-1 «Комета») и РД-300 (для ракет Х-22). Основные отличия:

RJ-43-MA-11 был легче и компактнее советских аналогов, но уступал им по тяге и скорости. Однако его простота и надёжность сделали его удачным выбором для массового производства.

Интересные факты

• Двигатель RJ-43-MA-11 использовался в качестве эталона для отработки методов расчёта ПВРД в американских университетах (Массачусетский технологический институт, Стэнфорд).
• В 1960 году на базе Bomarc с RJ-43-MA-11 была проведена серия испытаний по перехвату высотных целей (до 25 км), что подтвердило возможность использования ПВРД для зенитных ракет.
• Несмотря на снятие с вооружения, несколько экземпляров RJ-43-MA-11 сохранились в музеях (Национальный музей ВВС США, Музей авиации и космонавтики в Сан-Диего).
• В 1962 году двигатель был адаптирован для экспериментального гиперзвукового летательного аппарата X-15 (как вспомогательный), но испытания не проводились.

Критика и недостатки

Основным недостатком RJ-43-MA-11 была его низкая эффективность на дозвуковых скоростях (ниже 0,8 Маха), что требовало использования стартовых ускорителей (твёрдотопливных или жидкостных) для разгона ракеты до рабочей скорости ПВРД. Кроме того, двигатель имел ограниченный ресурс по времени работы (не более 5 минут) из-за перегрева камеры сгорания. В поздних модификациях (RJ-43-MA-15) эти проблемы были частично решены за счёт применения жаропрочных сплавов и улучшенной системы охлаждения.

Источники

• Jane's All the World's Aircraft 1960–1961. Jane's Information Group, 1960.
• Marquardt Corporation Technical Report: RJ-43 Ramjet Engine. Marquardt Corporation, 1958.
• Boeing CIM-10 Bomarc Missile System: Technical Manual. United States Air Force, 1959.
• *Pike, J. "CIM-10 Bomarc". Federation of American Scientists, 2000.
• *Gunston, B. "The Development of Ramjet Engines in the USA". Journal of the Royal Aeronautical Society, 1965.