Пылезащитное инерционное устройство встроили на входе компрессора. Нарисовали эскиз коробки, где должно было проходить разделение потоков воздуха и песка (подсмотрели идею на фотографии вертолетного двигателя LTS Allison 101), написали расчетную программу для ЭВМ. Работало нормально. (возврат на стр. 58).
*6 Такой лазер в основном повторял сверхзвуковую аэродинамическую трубу. Сжатый воздух после отбора от авиационного двигателя попадал в камеру сгорания, где он перемешивался с авиационным топливом. В процессе горения температура газовой смеси и ее энергия резко возрастали. На выходе камеры поток разгонялся в решетке сопел перед оптическим резонатором до пятикратной скорости звука. Чтобы обеспечить неравновесность потока (задержать смешение) вместо стандартного реактивного сопла с длинной «юбкой» сделали решетку сопел, что резко сокращало их длину и время разгона смеси. В возбужденный поток за соплами в оптической части резонатора сбоку направлялся инициирующий луч, который поглощал неравновесную энергию горючей смеси, что резко увеличивало его мощность. С помощью зеркала луч направлялся в выходное оптическое окно на другой стенке резонатора. Отдавший энергию сверхзвуковой поток выбрасывали в атмосферу через выходной диффузор (чтобы повысить давление до атмосферного). Для снижения габаритов конструкции диффузор также был выполнен в виде решетки каналов. Мы занимались газовой динамикой системы. Изготовили прототип в уменьшенном масштабе, потом после успешных испытаний был построен натурный образец, который 20 лет демонстрировал успешную работу на стенде предприятия в Подмосковье.
По ходу работы только нашей группой было оформлено полтора десятка изобретений. В одном мы посредством конструкции защитных козырьков на выходе резонатора сумели отодвинуть высокотемпературный поток от оптических зеркал, чтобы снизить их тепловую деформацию и повысить точность фокусировки луча на выходе. Коллеги из отраслевого НИИ посчитали, что возмущения от нашей конструкции (распространяемые со скоростью звука) сносятся сверхзвуковым потоком со скоростью 5 М и вверх по течению влиять не могут. В нашем случае течение идет внутри коробки со стенками, скорость потока на которых равна нулю и далее в пограничном слое осуществляется разгон до скорости в ядре 5М. Т.е. высокоскоростной поток должен «чувствовать» расположенные далее устройства путем передачи возмущений вперед по низкоскоростной дозвуковой части пограничного слоя. Эксперимент подтвердил нашу правоту и обеспечил работоспособность зеркал. Позже нашли статью в «Ученых записках ЦАГИ», где был описан этот эффект.
Также лопатки решетки диффузора на входе при каждом запуске сильно подгорали. Они имели очень малый угол раскрытия входного клина 12°, чтобы минимизировать торможение потока (согласно принципам «внешней» аэродинамики при скорости набегающего потока 5 чисел Маха). На клине резко возрастала температура торможения набегающего потока до 1400° С после камеры сгорания. Унос материала лопатки был на глубину до 5 мм за каждый пуск. Решение было найдено аналогично предыдущему. Обрезали клин на входе диффузорной лопатки до середины длины с углом раскрытия 90°. Поток «чувствовал» геометрический угол раскрытия (жидкий клин) через передаваемые вверх по течению возмущения через пограничный слой и перестраивался с минимальными потерями. Клинья лопаток гореть перестали, теплоотвод по утолщенной части оказался достаточен для ликвидации дефекта.
На натурном изделии произошел такой случай. Проточная часть резонатора была образована пластинами жаропрочного сплава толщиной 10 мм, размерами примерно 800 мм*1000 мм, «утопленными» в полости сверху и снизу. На первой сборке изделия по недосмотру сборщиков передний край одного из экранов выступил в поток на три миллиметра. Запуск системы проходил путем повышения давления отбираемого воздуха и последующего установления по тракту расчетного течения (слышен хлопок при переходе к сверхзвуковому потоку). При пуске этой сборки сначала произошел акустический хлопок, а потом громкий механический удар, после чего систему пришлось выключить из-за нерасчетных параметров. При разборке обнаружилось, что набегающий поток газовой смеси (давление 10 атмосфер), встретив препятствие в виде выступавшего края экрана, оторвал его от штифтов крепежа и смял толстый экран в комок как лист писчей бумаги. Конструкторы объекта были впечатлены мощью потока газа в трубе. По сравнению с лазерами на других видах топлива, эта техника могла работать непрерывно часами до исчерпания запаса стандартного топлива на борту самолета, хотя и с небольшим кпд. Тогда как более сложные и эффективные топлива были достаточно ядовитыми. (возврат на стр. 59).