Нагрев сегмента шарового слоя анизотропного теплозащитного покрытия


DOI: 10.34759/tpt-2019-11-12-556-563

Авторы

Зарубин В. С.*, Леонов В. В.**, Зарубин В. С.

Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана, 2-я Бауманская ул., 5, стр. 1, Москва, 105005, Россия

*e-mail: zarubin@bmstu.ru
**e-mail: lv-05@mail.ru

Аннотация

Представлены постановка и решение нестационарной задачи теплопроводности при неосесимметричном гиперзвуковом обтекании сегмента сферического затупления го­ловной части космического аппарата. Материал слоя теплозащитного покрытия обладает анизотропией теплопроводности, характеризуемой отношением коэффициентов тепло­проводности вдоль и поперек слоя. Выявлен эффект снижения температуры в окрест­ности передней критической точки в случае покрытия из анизотропного материала по сравнению с покрытием из изотропного материала.

Ключевые слова:

гиперзвуковое обтекание затупления, сегмент шарового слоя тепло¬защитного покрытия, анизотропия теплопроводности материала покрытия, ламинарный режим обтекания.

Библиографический список

  1. Основы теплопередачи в авиационной и ракетно­космической технике / Под ред. В.С. Авдуевского, В.К. Кошкина. М.: Машиностроение, 1992. 528 с.

  2. Алифанов О.М., Вабищевич П.Н., Михайлов В.В., Ненарокомов А.В., Полежаев Ю.В., Резник С.В. Основы индентификации и проектирования тепловых процессов и систем. М.: Логос, 2001. 400 с.

  3. Никитин П.В. Тепловая защита. М.: Изд-во МАИ, 2006. 512 с.

  4. Суржиков С.Т. Расчетное исследование аэротермоди­намики гиперзвукового обтекания затупленных тел на примере анализа экспериментальных данных. М.: ИПМех РАН, 2011. 192 с.

  5. Рыжов Ю.А., Никитченко Ю.А., Попов С.А.

  6. Гибридная модель гиперзвукового течения // Известия вузов. Авиационная техника. 2015. № 1. С. 26-30.

  7. Leonov V.V., Grishko D.A. Estimates of the trajectory parameters and thermal loads for a ballistic capsule returning from the Moon with multiple dives into the Earth atmosphere // Journal of Engineering and Applied Sciences. 2019. V. 14. Iss. 6. P. 1775-1780.

  8. Формалев В.Ф., Колесник С.А., Селин И.А. О сопряженном теплообмене при аэродинамическом нагреве анизотропных тел с высокой степенью анизот­ропии // Тепловые процессы в технике. 2016. Т. 8. № 9. С. 388-394.

  9. Комков М.А., Тарасов В.А. Технологии намотки композитных конструкций ракет и средств поражения. М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2015. 432 с.

  10. Уразбахтин Ф.А., Харинова Ю.Ю., Уразбахтина А.Ю.

  11. Оптимизация параметров формования стеклопластико­вых оболочек головных частей ракеты по критерию критичности // Известия вузов. Авиационная техника. 2017. № 1. С. 135-142.

  12. Зарубин В.С., Кувыркин Г.Н., Савельева И.Ю.

  13. Теплопроводность волокнистых композитов. Вывод, оценка достоверности и параметрический анализ рас­четных формул. Saarbrucken (Deutschland): LAP LAMBERT Academic Publishing, 2013. 128 с.

  14. Зарубин В.С., Сергеева Е.С. Применение математи­ческого моделирования для определения термоупругих характеристик композитов, армированных нанострук­турными включениями // Математическое моделиро­вание. 2017. Т. 29. № 10. С. 45-59.

  15. Формалев В.Ф. Тепломассоперенос в анизотропных телах. Обзор // Теплофизика высоких температур. 2001. Т. 39. № 5. С. 810-832.

  16. Формалев В.Ф. Теплопроводность анизотропных тел. Аналитические методы решения задач. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2014. 312 с.

  17. Формалев В.Ф. Теплоперенос в анизотропных твердых телах. Численные методы, тепловые волны, обратные задачи. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2015. 280 с.

  18. Зарубин В.С., Зарубин В.С. мл., Леонов В.В. Нерав­номерный нагрев поверхности анизотропного шарового слоя // Тепловые процессы в технике. 2019. Т. 11. № 3. С. 115-123.

  19. Зарубин В.С., Леонов В.В., Зарубин В.С. мл. Темпе­ратурное состояние анизотропного шарового слоя при
    конвективном теплообмене с окружающей средой // Вестник МГТУ им. Н. Э. Баумана. Сер. Естественные науки. 2019. № 4. С. 40-55.

  20. Зарубин В.С., Леонов В.В., Зарубин В.С. мл. Нагрев анизотропного слоя теплоизоляционного покрытия при гиперзвуковом обтекании сферического затупления // Известия высших учебных заведений. Авиационная техника. 2019. № 1. С. 73-80.

  21. Шевелев Ю.Д., Сызранова Н.Г. Влияние химических реакций на теплопередачу в пограничном слое // Физико-химическая кинетика в газовой динамике. 2010. Т. 10. № 2. С. 91-126.

  22. Ревизников Д.Л., Сухарев Т.Ю. Гиперзвуковое обтекание затупленных тел в условиях атмосферы Зем­ли и Марса. Сравнительный анализ математических моделей // Тепловые процессы в технике. 2018. Т. 10. № 1-2. С. 5-15.

  23. Космические аппараты / Под общ. ред. К.П. Феоктис­това. М.: Воениздат, 1983. 319 с.

  24. Резник С.В. Материалы и покрытия в экстремальных условиях. Взгляд в будущее: в 3-х тт. Т. 2. Передовые тех­
    нологии производства. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баума­на, 2002. 294 с.

  25. Богачев Е.А., Михайловский К.В., Просунцов П.В., Резник С.В., Тараскин Н.Ю. Схема теплозащит­ного покрытия многоразового теплового щита спус­каемого аппарата для возвращения с низкой околоземной орбиты. Патент RU 173721 U1, 2017. Бюл. № 25.

  26. Богачев Е.А., Михайловский К.В., Просунцов П.В., Резник С.В., Тараскин Н.Ю. Схема теплозащитного покрытия многоразового теплового щита спускаемого аппарата для возвращения после полета к Луне. Патент RU 175034 U1,2017. Бюл. № 32.

  27. Самарский А.А., Вабищевич П.Н. Вычислительная теплопередача. М.: Едиторал УРСС, 2003. 784 с.

  28. Власова Е.А., Зарубин В.С., Кувыркин Г.Н. Прибли­женные методы математической физики. М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2001. 700 с.

  29. Галанин М.П., Савенков Е.Б. Методы численного анализа математических моделей. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2018. 592 с.

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2018-2024