О влиянии гиперзвукового потока на скорость оплавления теплозащитной поверхности в условиях разрушения

Н. И. Сидняев; Э. В. Белкина

doi:10.17073/1683-4518-2020-1-20-27

О влиянии гиперзвукового потока на скорость оплавления теплозащитной поверхности в условиях разрушения

Н. И. Сидняев, Э. В. Белкина

https://doi.org/10.17073/1683-4518-2020-1-20-27

Полный текст:

Аннотация

Получены результаты по распределению теплового потока, поступающего на огнеупорную пластинку гиперзвукового летательного аппарата, движущегося на разных расстояниях от поверхности Земли с космическими скоростями. Представлены результаты исследований, связанных с изучением фазовых переходов в пристеночном пограничном слое, происходящих при обтекании гиперзвуковым потоком аблирующей поверхности. Рассматривается влияние каталитической стенки на тепловой поток. Основное внимание уделяется анализу уноса поверхности высокоскоростных летательных аппаратов, основанному на детальном учете механизма протекания гетерогенных каталитических реакций в условиях поверхностного массообмена. Приведено распределение температуры по толщине пограничного слоя в критической точке затупленного тела с огнеупорным покрытием для конкретного участка траектории полета. Определен унос массы с поверхности кристаллических огнеупорных тел.

Ключ. слова

гиперзвуковой поток, оплавление, унос массы, теплозащитная поверхность, огнеупорная плитка,

Об авторах

Н. И. Сидняев

ФГБОУ ВО «Московский государственный технический университет имени Н. Э. Баумана (национальный исследовательский университет)»
Россия
д. т. н.
Москва

Э. В. Белкина

ФГБОУ ВО «Московский государственный технический университет имени Н. Э. Баумана (национальный исследовательский университет)»
Россия
Москва

Список литературы

1. Сидняев, Н. И. Обзор методик исследования обтекания гиперзвуковым потоком газа тел с разрушающимся покрытием / Н. И. Сидняев // Теплофизика и аэромеханика. ― 2004. ― Т. 11, № 4. ― С. 501‒522.

2. Колесников, А. Ф. Условия моделирования в дозвуковых течениях теплопередачи от высокоэнтальпийного потока к критической точки затупленного тела / А. Ф. Колесников // Изв. АН СССР. МЖГ. ― 1993. ― № 1. ― С. 172‒180.

3. Сидняев, Н. И. Обтекание гиперзвуковых летательных аппаратов в условиях поверхностного разрушения / Н. И. Сидняев. ― М. : Физматлит, 2017. ― 302 с.

4. Ковалев, В. Л. Гетерогенные каталитические процессы в аэротермодинамике / В. Л. Ковалев. ― М. : Физматлит, 2002. ― 224 с.

5. Васильевский, С. А. Эффект увеличения теплового потока к титановой поверхности при вдуве кислорода в неравновесный пограничный слой / С. А. Васильевский, А. Ф. Колесников, М. И. Якушин // Изв. АН СССР. МЖГ. ― 1991. ― № 4. ― С. 148‒155.

6. Финченко, В. С. Программный комплекс AIRSOL для расчета аэродинамического и радиационного воздействия на космические летательные аппараты / В. С. Финченко, С. И. Шматов // Актуальные вопросы проектирования космических систем и комплексов : сб. науч. тр. ― 2005. ― Вып. 6. ― C. 394−401.

7. Лукашевич, В. П. Космические крылья / В. П. Лукашевич, И. Б. Афанасьев. ― М. : Лента Странствий, 2009. ― 496 с.

8. Горский, В. В. О применении полной термохимической модели разрушения углерода к задаче разрушения углепластика в условиях нестационарного нагрева / В. В. Горский, А. В. Запривода // ТВТ. ― 2014. ― Т. 52, № 2. ― С. 240.

9. Гришин, А. М. Термохимическое разрушение угле пластика при многократном импульсном нагружении / А. М. Гришин, А. Д. Парашин, А. С. Якимов // ФГВ. ― 1993. ― Т. 29, № 1. ― С. 87.

10. Feldhuhn, R. N. Heat transfer from a turbulent boundary layer on a porous hemisphere / R. N. Feldhuhn // AIAA Paper. ― 1976. ― № 76–119.

11. Глазунов, А. А. Аэродинамический нагрев то пливных баков космического разгонного блока при спуске в атмосфере / А. А. Глазунов, В. Д. Гольдин, В. Г. Зверев [и др.] // Вестн. Томск. гос. ун-та. Матем. и мех. ― 2011. ― № 4(16). ― С. 79–95.

12. Самарский, А. А. Введение в теорию разностных схем / А. А. Самарский. ― М. : Наука, 1971. ― 552 с.

13. Гофман, А. Г. Теоретическое исследование термохимического разрушения графита в высокоэнтальпийном воздухе / А. Г. Гофман, А. М. Гришин // ПМТФ. ― 1984. ― № 4. ― С. 107.

14. Бейкер. Влияние неравновесных химических процессов на сублимацию графита / Бейкер // Ракетная техника и космонавтика. ― 1977. ― Т. 15, № 10. ― С. 21.

15. Gubta, R. N. A review of reaction rates and thermodynamic and transport properties for an 11-species air model for chemical and thermal nonequilibrium calculations to 30000 K / R. N. Gubta, J. M. Yoss, R. A. Thompson, K. P. Lee // NASA-RP-1232. ― 1990.

16. Anna, A. Computational modeling of surface catalysis for graphite exposed to high-enthalpy nitrogen flow / A. Anna, I. D. Boyd, V. Colombo [et al.] // Specialists Meeting. ― AVT-199/RSM-029. ― 2012.

Дополнительные файлы

Для цитирования: Сидняев Н.И., Белкина Э.В. О влиянии гиперзвукового потока на скорость оплавления теплозащитной поверхности в условиях разрушения. Новые огнеупоры. 2020;(1):20-27. https://doi.org/10.17073/1683-4518-2020-1-20-27

For citation: Sidnyaev N.I., Belkina E.V. On the influence of hypersonic flow at the speed of a reflow heat-proof surface in terms of destruction. NOVYE OGNEUPORY (NEW REFRACTORIES). 2020;(1):20-27. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/1683-4518-2020-1-20-27

Обратные ссылки

Обратные ссылки не определены.

ISSN 1683-4518 (Print)

Логин
Пароль