3520

Структурно система состоит из центрального поста (сбора и обработки данных) и двух или более обслуживаемых периферийных постов (видеонаблюдения), объединенных в единую сеть [1-4]. После разворачивания системы для работы с ней достаточно присутствия одного человека на центральном посту (рис. 1).

Рис. 1. Структурная схема системы Периферийные посты отвечают за получение

изображения интересующего оператора сектора пространства. Каждый из этих постов представляет собой видеокамеру, закрепленную на поворотном устройстве, позволяющем поворачивать ее на 360 градусов в горизонтальной плоскости и на 180 градусов в вертикальной (рис. 2). Сигнал с выхода видеокамеры передается на центральный пост. Оттуда, в свою очередь, производится управление поворотным устройством.

Рис. 2. Видеокамера на поворотном устройстве

Центральный пост представляет собой компьютер, снабженный большим монитором (или несколькими), позволяющим одновременно отображать изображения со всех периферийных постов системы, и мощный процессор, обеспечивающий вычисление местоположения

заинтересовавшего оператора объекта в реальном времени.

Связь между постами осуществляется по радиоканалу. Современная индустрия передачи данных предлагает множество вариантов реализации подобной сети. Самым простым на сегодняшний день является применение систем широкополосной связи семейства стандартов IEEE 802.11 (Wi-Fi). Использование данного оборудования позволяет организовать беспроводную сеть с необходимой для передачи видеопотока пропускной способностью без затрат на разработку специализированного программного обеспечения. При отключении же специальных усилителей и направленных антенн такая сеть может обеспечить передачу данных на расстояние в несколько километров в условиях прямой видимости.

В качестве модификации для удешевления системы периферийные посты могут не передавать изображение на центральный пост в реальном времени, а сохранять его на входящий в состав поста видеонаблюдения жесткий диск. В этом случае сохраняемые разными постами видеоданные должны быть с высокой точностью (до 1 с) синхронизированы по времени. Обработка данных при этом также производится на центральном посту, но в отложенном режиме. В такой конфигурации оператор теряет возможность управлять направлением видеокамеры, и поворотное устройство в состав периферийного поста не входит. В этом случае резко повышаются требования к предварительным расчетам, по результатам которых принимается решение о взаимном расположении постов видеонаблюдения. Кроме того, в этой конфигурации система из охранной превращается, по сути, в систему трехмерной видеорегистрации. Сохраненные на жесткие диски данные могут помочь составить полную картину произошедших событий, но не предотвратить их (рис. 3).

Рассмотрим принцип работы описываемой системы. Как уже говорилось выше, в ее состав должно входить минимум два периферийных поста. При этом в состав каждого поста входит видеокамера, характеризующаяся углами обзора по

соответственно). Периферийные посты располагают таким образом, чтобы секторы выводимого ими изображения перекрывались (рисунок 3).

Если посты оборудованы поворотными устройствами, то за нулевое направление в горизонтальной плоскости принимают направление на север, а в вертикальной плоскости – за

направление параллельное плоскости земли. Если же поворотные устройства отсутствуют, то расположение каждой камеры относительно этих нулевых направлений в обязательном порядке фиксируется. Таким образом, в каждый момент времени видеосъемки известно, в какую сторону направлена видеокамера. Это позволяет определить направление на любой объект на передаваемом с периферийного поста изображении (рис. 4).

Пост видеонаблюдения 1

Контролируемая область

Пост видеонаблюдения 2

Рис. 3. Расположение периферийных постов

передаваемом изображении; a и b – азимут и угол места направления центра видеокамеры поста; X и Y – размеры передаваемого с поста изображения по горизонтали и вертикали соответственно; A и B – азимут и угол места направления на объект соответственно.

По сути, рассчитанное направление на наблюдаемый объект является его пеленгом в трехмерном пространстве. Задача же расчета

местоположения объекта и его высоты по двум или более пеленгам на него от станций с известными координатами широко известна в радиолокации и навигации. Существует множество описаний решений подобных задач методом триангуляции, как на плоскости, так и на сфере. Кроме того, так как видеонаблюдение ведется в реальном времени, рассматриваемая система позволяет организовать построение траектории перемещения наблюдаемого объекта (при условии, что угловая скорость его движения не превышает скорости поворота видеокамеры).

Таким образом, приведенная система позволяет организовать контроль над перемещением объектов в некотором участке охраняемой территории. Система обладает следующими преимуществами:

-система не содержит в себе дорогих и не всем доступных устройств специального назначения (радиолокаторов, радиопеленгаторов и т.п.);

-система построена на основе устройств, широкий ассортимент которых имеется в свободном доступе на рынке;

-система может быть построена путем доработки уже имеющейся на охраняемом объекте системы видеонаблюдения;

-в конфигурации с записью видеосигнала на жесткий диск система пассивна, т.е. не имеет радиопередающих модулей, что позволяет обеспечить скрытность;

-в конфигурации с передачей видеопотоков от периферийных постов по радиоканалу система обеспечивает вывод и обработку данных в реальном времени;

-для работы с системой требуется только один человек.

Литература

1.Авдюшина А.Е., Звягинцева А.В. Применение оптической системы локализации объектов природного происхождения в авиационной орнитологии. Сборник материалов Всероссийской научно-практической конференции «Военно-воздушные силы – 100 лет на страже неба России: история, современное состояние и перспективы развития». Воронеж: ВАИУ, 2012. Ч.3. с.4-5.

2.Авдюшина А.Е., Звягинцева А.В. Оптическая система локализации объектов природного происхождения в авиационной орнитологии. Сборник трудов победителей конкурса на лучшую научную работу студентов и аспирантов ВГТУ. Воронеж: ФГБОУ ВПО

«ВГТУ». 2012 г. с. 55-56.

3.Авдюшина А.Е., Звягинцева А.В. Локализация объектов в автоматизированной системе видеонаблюдения Информация и безопасность: региональный научно-технический журнал. Воронеж, 2011. Т. 14, вып. 4, с. 583-586.

4.Авдюшина А.Е., Звягинцева А.В. Способ измерения координат природных объектов в распределенной системе видеонаблюдения. Заявка 2012 150 000 от 22.11.2012.

70

Ликвидация последствий природных и техногенных катастроф, основной задачей которой является поиск людей, попавших под завалы, лавины, представляет собой актуальную и важную проблему.

Задача данной работы будет состоять в решении выше обозначенной проблемы для двух направлений: горнодобывающая промышленностьпоиск пострадавших при аварии в шахтах; туризм, альпинизмпоиск людей, попавших в лавину (сель).

Для оказания своевременной помощи пострадавшим необходимо максимально сократить время поиска в тяжелых условиях окружающей среды. При этом поиск должен осуществляться преимущественно автоматизировано, что значительно облегчит работу спасателем, устранит фактор усталости и человеческий фактор. Так же устройство, осуществляющее поиск, должно быть максимально просто в использовании, для возможности работы с ним непрофессионального спасателя и отвечать следующим требованиям:

1)Прибор должен быть компактным. Радиометки должны быть энергонезависимы, то есть не требовать электропитания;

2)Противостоять низким (высоким) температурам;

3)Работать длительное время в условиях пониженных температур;

4)Не бояться попадания снега, влаги и других агрессивных сред или быть защищенным от этого;

5)Сигнал считывающего устройства должен быть достаточным для считывания метки;

6)Прибор должен быть защищен от коллизии 7)Прибор должен быть защищен от помех

(Линии ЛЭП и атмосферные помехи) и т.д. 8)Прибор должен быть массово доступный. Одним из перспективных вариантов решения

данной задачи является использование технологии радиочастотной идентификации (RFID - Radio

Frequency IDentification) на поверхностно акустических волнах (ПАВ), которая позволяет обнаруживать и идентифицировать объект поиска на удаленном расстоянии по радиоканалу.

Рассмотрим более подробно структуру и принцип действия РЧМД метки на ПАВ.

Физический принцип работы меток на ПАВ основан на прямом и обратном пьезоэлектрическом эффекте. Считыватель посылает по радиоканалу

радиочастотный импульс на антенну метки. Сигнал от антенны метки возбуждает ПАВ на встречноштыревом преобразователе (ВШП) затем генерирует импульс ПАВ вследствие пьезоэлектрического эффекта. Поверхностная акустическая волна проходит вдоль поверхности пьезоэлектрического кристалла. Отражения ПАВ от специальных наборов отражателей порождают импульсы, которые кодируются как идентификационный номер. Кодированный импульс проходит обратно к ВШП. Обратный пьезоэлектрический эффект генерирует ответный сигнал на антенне метки, который возвращается к считывателю как радиоволна [1].

Рис. 1. Принцип считывания кода с радиочастотных меток на ПАВ

Наиболее важной характеристикой системы радиочастотной идентификации (РЧИД), реализуемой на основе поверхностных акустических волн, является дальность достоверного считывания радиометки.

Для оценки дальности считывания метки на ПАВ воспользуемся уравнением радиолокации, которое представлено в виде [2]:

(1)

где - постоянная Больцмана; - шумовая температура; - мощность шума приемника

считывателя; - необходимое соотношение сигнал/

шум на входе считывателя; – время интегрирования (накопления) ответного сигнала

метки; - длина волны; S - полезный сигнал от метки на входе считывателя; N - мощность шума на

входе считывателя; - коэффициент затухания в метке; – импульсная мощность передатчика;

–коэффициент усиления передающей и приемной антенны.

На рис. 2 представлены расчетные зависимости дальности считывания метки d(m) от длительности интегрирования ответного сигнала метки ti(сек) для трех значений мощности передатчика 10мвт,

100мвт, 1000мвт.

Рис. 2. Зависимость дальности считывания метки d от длительности интегрирования ответного сигнала метки ti.

Из рисунка видно, что дальность считывания метки d возрастает пропорционально корню четвертой степени из произведения излучаемой импульсной мощности (Pи) и времени интегрирования (ti), достигая 10 метров за время ti=0.1 сек и мощности 100мвт. Время интегрирования имеет принципиальное значение при считывании меток и в первую очередь железнодорожного и автомобильного транспорта. Критерием достаточности времени интегрирования является временной интервал перемещения подвижного объекта на заданной скорости, который должен быть значительно больше двойного времени прохождения поверхностной акустической волны, возбужденной запросным импульсом считывателя, структуры метки (ВШП и F отражающих рефлекторов) считывателя, выполненной на пьезокристаллической подложке.

Рис. 3. Распределение энергопотенциала системы РЧИД между структурными компонентами на частоте 860 МГц для 2.5м и10м

Воспользуемся результатами расчетов по формуле (1), выполненные в работе [3] по дальности действия радиоканала системы РЧИД и построим зависимость распределения энергопотенциала при

мощности по основным компонентам радиоканала на дальности 10м и 2,5м на частоте 860 МГц (рис. 3). [4]

Здесь показан уровень усиления и потерь в антенно-фидерном тракте считывателя и радиометки, основные потери в радиолинии (12дБ на октаву) и акустические потери в радиометке (35дБ). Энергопотенциал радиоканала составляет 120дБ, при уровне чувствительности приемника считывателя – 90дБ.

Приведенные результаты справедливы при нахождении метки в открытом пространстве. В процессе эксплуатации, а также в случае техногенных воздействий, метка может подвергаться влиянию полупроводящей среды в виде метеорологических осадков (снега, дождя, льда, пыли, грязи, селевых наносов и др.), в том числе в системах обеспечения противолавинной и противооползневой безопасности, а также руды, угля и угольной пыли в горнодобывающей промышленности. При этом качество и дальность считывания в указанных условиях могут значительно снижаться за счет поглощения электромагнитных волн полупроводящими средами (на рис. 2 они представлены как дополнительные потери).

Для оценки снижения дальности считывания воспользуемся соотношением для расчета затухания электромагнитной волны в полупроводящей среде

[3].

(2)

где Е(0) – поле в отсутствие полупроводящей среды;

L – толщина слоя полупроводящей среды;

α – коэффициент затухания радиоволны в среде [1/м].

Численный коэффициент 2 соответствует двойному прохождению слоя.

Для вычисления коэффициента затухания воспользуемся известной зависимостью для

комплексной диэлектрической проницаемости для полупроводящей среды [2]:

(3)

где – относительная диэлектрическая

диэлектрическая проницаемость), Ф/м – диэлектрическая проницаемость воздуха; λ – длина волны в воздухе; ζ – проводимость среды [см/м].

Тогда удельный коэффициент затухания вычисляется по формуле [5]:

72

(4)

Сводные результаты анализа литературных источников по параметрам ζ и ε в частном диапазоне 1 – 3000МГц представлены в работах

[6],[7].

Дальнейшие расчеты проведем в выделенном для реализации систем РЧИД частотном диапазоне порядка 900МГц. Соответствующие значения ζ и

для данной частоты для различных полупроводящих сред сведены в таблице.

Значения ζ и ε для частоты 900 МГц

ζ

На рис. 4 представлены результаты расчета дальности считывания метки в зависимости от длительности накопления ответного сигнала метки для указанных полупроводящих сред и мощности Ри = 1Вт. Кривая (1) отражает дальность считывания в воздухе.

Рис. 4. Зависимость дальности считывания метки от длительности накопления для различных полупроводящих сред (Ри = 1Вт)

Компонента «дополнительные потери» на рис. 3 отражает указанные потери в полупроводящих средах.

Результаты проведенной оценки показывают, что наличие снежного покрова на метке практически не сказывается на дальности ее считывания (показано кривыми 2 и 3 в сопоставлении с кривой 1). При влажном уплотненном снеге наблюдается снижение дальности на 2%. Наличие селевых наносов на радиометке приведет к более значительному снижению дальности и займет место между кривой 1 и кривой 4 (влажная земля).

Наибольшее снижение дальности будет иметь место при размещении метки под слоем рудоносных пород и каменного угля (кривые 5 и 6).

Обращаясь к рис. 3, видно, что при дальности 2,5 м основные потери в энергопотенциале снижаются до 30 дБ, что позволит соответственно перераспределить энергопотенциал на дополнительные потери и тем самым обеспечить работоспособность радиометки практически во всех полупроводящих средах, кроме каменного угля.

Существенного снижения основных потерь до 45 дБ можно добиться переходом к активным меткам. Но при этом, конечно, теряя основное преимущество – энергонезависимость радиометки. Определенного выигрыша можно добиться за счет снижения акустических потерь

Вспомним рис. 3. Поскольку все составляющие радиометки, в целом, уже оптимизированы и практически резервов нет, оценим возможности снижения потерь ПАВ в самой метке. Для этого рассмотрим возможные структурные схемы построения меток для формирования кодовых последовательностей.

Рассмотрим возможные структурные схемы построения радиометок: метки бывают изготовлены при помощи ВШП, полосков и канавок.

При кажущейся простоте радиометки с отражателями на канавках (металлических полосках) возникают технологические трудности при их построении при реализации регулируемого коэффициента отражения (изменение толщены металла или глубины канавок), особенно при создании кодовых последовательностей большой битности. Более технологичной в изготовлении будет радиометка, в которой в качестве кодирующих отражателей используются ВШП, поэтому в дальнейшем более подробно рассматривается этот вариант построения радиометки.

Лучшая технологичность (простота изготовления) радиометок с кодирующим ВШП объясняется тем, что при изготовлении подложек первичное напыление металла (алюминия) ведется постоянным слоем по всей пластине из ниобата лития, а необходимая кодировка осуществляется путем травления подложки с помощью специального кодирующего фотошаблона. При этом необходимое выравнивание коэффициентов отражения по мере удаления кодирующих ВШП от приемопередающего ВШП обеспечивается фазовой подстройкой путем относительного смещения электродов кодирующих ВШП.

На рис. 5 представлен чертеж 52-битной РЧИД метки.

Рис. 5. 52-битная РЧИД метка.

Она состоит из однонаправленного приемопередающего ВШП с внутренними отражателями и 16 групп кодирующих отражателей. В каждой группе содержится по 4 одинаковых

73

отражателя. Каждый отражатель в группе состоит из двух ВШП, содержащих три электрода, расстояние между которыми подобрано таким образом, чтобы коэффициент отражения возрастал по мере удаления от приемо-передающего ВШП.

При этом кодировка производилась с помощью специального кодирующего фотошаблона. Этот фотошаблон состоит из окон, через которые удаляются лишние отражатели. В кодирующем фотошаблоне в каждой из 16 групп содержатся 4 окна, таким образом, после кодирование метка содержит не более 16 отражателей (по одному на каждую группу).

Метки изготавливались на подложках ниобата лития. Метки изготавливались групповым методом на диске диаметром 7б мм. На групповом фотошаблоне, с которого изготавливались метки, содержались все отражатели. Затем с помощью группового кодирующего фотошаблона метки кодировались путем стравливания лишних отражателей. После кодирования на каждой метке оставалось по 16 или менее отражателей.

Далее было проведено исследование РЧИД меток, в которых толщина напыления алюминиевых пленок ВШП и отражателей имела разную толщину.

Толщина напыления оказала влияние на электрические параметры метки.

Исследование проводилось при помощи Измерителя комплексных коэффициентов передачи

«Обзор-103»

На рис. 6-8 показаны импульсные отклики радиометок, в которых в каждой группе сформировалось по одному отражателю (всего 16 отражателей) на основе ВШП. Толщина первичного напыления металла составляла 1100, 1350, 550 ангстрем.

Рис. 6. Метка М94 с отражателями в виде ВШП, толщина напыления 1350 ангстрем

Рис. 7. Метка М94 с отражателями в виде ВШП, толщина напыления 1100 ангстрем

Из сравнения этих импульсных откликов видно, что когда отражатели выполнены в виде ВШП при толщинах 1350 и 1100 импульсные отклики претерпевают значительные искажения изза внутренних переотражений и неравномерность становится более 3-х дБ. Более или менее равными импульсный отклик становится при толщине напыления 550 ангстрем. При этом вносимые потери не превышают 40 дБ. Но при толщинах напыления 550 ангстрем к ВШП невозможно приварить золотую проволоку

Рис. 8. Метка М94 с отражателями в виде ВШП, толщина напыления 550 ангстрем

При уменьшении числа отражателей импульсные отклики получаются с неравномерностью не более 3-х дБ даже при толщинах 1100 и 1350 ангстрем, так как внутренние переотражения, в этом случае, не сильно искажают импульсный отклик из-за малого числа отражателей.

На рис. 9 и 10 показаны импульсные отклики метки с кодировкой, содержащей 5 отражателей

(метка М100).

Рис. 9. Метка М100 с отражателями в виде ВШП, толщина напыления 1350 ангстрем

Рис. 10. Метка М100 с отражателями в виде ВШП, толщина напыления 1100 ангстрем

Как видно из сравнения импульсных откликов, то при толщине напыления 1100 ангстрем импульсный отклик получается значительно чище, но динамический диапазон метки с толщиной напыления 1350 ангстрем около l7 дБ. Поэтому

74

наиболее предпочтительно для меток с малым числом отражателей целесообразно использовать толщину напыления 1350 ангстрем, так как вносимые потери меток с толщиной напыления 1350 ангстрем не превышает 35-36 дБ, а вносимые потери меток с толщиной напыления 1100 ангстрем равны З8-42 дБ.

Как видно для меток с 8 отражателями (рис. 11, 12) наиболее предпочтительнее оказывается толщина напыления 1100 ангстрем, поскольку динамический диапазон при толщине напыления 1350 ангстрем уменьшается 12-1З дБ.

Рис. 11. Метка М99 с отражателями в виде ВШП, толщина напыления 1350 ангстрем

Рис. 12. Метка М99 с отражателями в виде ВШП, толщина напыления 1100 ангстрем

Таким образом, толщина напыления зависит от числа отражателей в метках и подбирается так, чтобы обеспечить минимальные вносимые потери и

максимальный динамический диапазон. Радиометки, выполненные на ниобате лития с отражателями на основе ВШП являются более технологичными при производстве, имеют вносимое затухание 35дБ, динамический диапазон 17-20дБ и неравномерность импульсных откликов 3 дБ

Литература

1.Акустоэлектронные устройства обработки и генерации сигналов. Принцип работы, расчета и проектирования/ под ред. Ю.В. Гуляева. – М.: Радиотехника, 2012.- 567 с.: ил.

2.Оценка дальности действия систем радиочастотной идентификации в условиях природных и техногенных катастроф/ С.А. Багдасарян, Г.В. Подшивалова, Р.В. Семенов, С.О. Николаева// Теория и техника радиосвязи: науч.-техн. журнал - Воронеж, 2012. Вып. 4. – С. 11-16.

3.Принцип построения систем радиочастотной идентификации на основе ПАВ-технологии с повышенной дальностью действия/ В.В. Бутенко, С.А. Багдасарян, Р.В. Семенов, С.О. Николаева // Радиотехника. – 2013. - №3. – С.37 – 41.

4.Оценка энергопотенциала в радиоканале систем радиочастотной идентификации на ПАВ в экстремальных условиях / А.С. Багдасарян , С.О. Николаева, Е.Г.Анциферов // Материалы 20-й международной научно-технической конференции «Радиолокация, навигация, связь». Воронеж 2014, том 2, С 797-801

5.Грудинская Г.П. Распространение радиоволн / Г.П. Грудинская. – М.: Высшая школа, 1976. – 243с.

6.Recommendation ITU – R P. 527 – 3. Electrical characteristics of the surface of the Earth. – 1992.

7.Применение георадаров для определения мощности вскрышных пород угля / Е.А. Шерин, Б.В. Эквист // Научный вестник московского государственного горного университета – 2011. - №7. – С.131 - 139.

75

Рис. 1. Содержание углерода при покрытии чугуна сталью

При тонком покрытии чугуном отбеленный слой практически не выходит на поверхность и занимает место на глубине более 0,03 – 0,05 мм, что соответствует рис. 3. Но при стальном покрытии отбеленный чугун не выявлен по всей глубине полученного слоя, а также и в поверхностном слое заготовки из чугуна. Может оказаться, что содержание углерода в покрытии будет ниже уровня, требуемого условиями эксплуатации. На

Рис. 3. Изменение содержания углерода по глубине при различной температуре

С учетом сказанного выше была установлена предельная энергия импульса, обеспечивающего получение качественного покрытия из чугуна на

финальном этапе процесса. Выбор энергии импульса позволяет подобрать напряжение, оценить технологические показатели процесса восстановления деталей из чугуна. Рекомендации по выбору энергии импульса приведены в таблице.

Максимальная энергия импульса для получения чугунного покрытия

Исследования, приведенные в таблице, показывают, что для единичного слоя чугуна

следует выбирать режимы с незначительной энергией импульса и выполнять нанесение слоев с ограниченной скоростью перемещения инструмента вдоль заготовки, а также, что образование отбеленного чугуна может вызывать появление сетки трещин, которые нецелесообразно удалять механической обработкой, т.к. их глубина соизмерима с нанесенным покрытием, а при высокой хрупкости слоя сложно гарантировать отсутствие новых дефектов, нарушающих качество восстановленного изделия.

Для обеспечения требуемого качества детали используются многослойные покрытия, где толщина каждого чугунного слоя не превышает 0,3-0,5 мм. Используя последовательное наращивание покрытия через слои стали удается избежать нарушения качества восстанавливаемых изделий и повысить общую толщину слоев до 1,5 мм., сохраняя при этом бездефектную подповерхностную зону из чугуна.

Литература

1.Фатыхова Г.М. Режимы и технология нанесения на чугунные изделия многослойных покрытий с заданными свойствами. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Воронеж: ВГТУ, 2008г, 150с.

2.Смоленцев Е.В. Проектирование электрических и комбинированных методов обработки. М: Машиностроение, 2005-511 с.

77

Сегодня в мировой и отечественной космической ракетной технике доминируют такие приоритеты, как минимизация затрат при создании новых образцов техники, снижение удельной стоимости вывода полезного груза в космос, безопасность и экология. Эти приоритеты предопределяют новые идеологические подходы к созданию многоразового жидкостного ракетного двигателя (ЖРД).

Новый ЖРД, который сможет удовлетворить новым приоритетам, должен быть многоразовым, безопасным, дешевым в использовании и работать на экологически чистом топливе. При этом двигатель должен обладать высокими энерго-массовыми характеристиками.

При выборе схемы [3] и основных параметров маршевого ЖРД многократного использования с целью минимизации риска создания двигателя в основу был положен принцип умеренного уровня термомеханической напряженности основных деталей и исключения (по возможности) следующих проблемных вопросов:

-сажеобразования в турбинном тракте при использовании восстановительного газа;

-опасности возгорания элементов турбины, работающей на окислительном газе;

-разрушения лопаток турбин;

-повышение долговечности горячей стенки камеры;

-разрушения паяных оболочек камеры от высокого статического давления горючего в охлаждающем тракте.

На основе проведенных теоретических и экспериментальных исследований [1] - [3] в качестве горючего в перспективных ЖРД предполагается использовать сжиженный природный газ (СПГ).

Особенностью нового схемного решения, представленного на рис. 1, согласно [1] и [2], является использование на валу турбонасосного агрегата (ТНА) двух турбин, одна из которых работает на низкотемпературном генераторном газе с избытком кислорода, а вторая – на СПГ (метане) газифицированном в охлаждающем тракте камеры.

Как показывает опыт и теоретические исследования, наиболее критичным элементом двигателя с точки зрения циклической долговечности является турбина [4]. Ресурс турбины ЖРД по числу полетных циклов в основном зависит от температуры газа, подаваемого на ее лопатки. В связи с этим температура газа на входе в турбину является

важным критерием для оценки пригодности

двигателя к длительной эксплуатации в составе многоразовой ракетной транспортной системы.

Рис.1. Принципиальная схема перспективного ЖРД многоразового использования.

Данная схема, относящаяся к классу схем с дожиганием по типу «газ-газ», позволяет реализовать необходимую мощность на валу ТНА при низких температурах продуктов сгорания перед турбинами. Как указано в [2], это создает хорошие предпосылки для достижения требуемой долговечности лопаток турбин и одновременно позволяет свести к минимуму опасность возгорания элементов конструкции окислительного газового тракта, поскольку температура газа значительно ниже порога поджига применяемых материалов.

Наличие избыточного запаса суммарной мощности двух турбин на валу ТНА позволяет уверенно реализовывать форсированные режимы двигателя (вплоть до 135 %) без превышения допустимого уровня температур газов перед турбинами.

В 2012 году специалистами ОАО КБХА проводились работы по изготовлению и испытанию экспериментальной установки на компонентах топлива кислород – СПГ, которая воплотила в себе новые схемно-конструктивные идеи и продемонстрировала работоспособность схемы с двухтурбинным приводом ТНА. Экспериментальная