К вопросу о выборе критериев оптимизации системы тепловой защиты высокоскоростного летательного аппарата


DOI: 10.34759/tpt-2021-13-10-456-466

Авторы

Аронов Д. И.*, Клягин В. А.**

Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет), 125993, г. Москва, Волоколамское шоссе, д. 4

*e-mail: dimitri.aronov@yandex.ru
**e-mail: kliagin@mail.ru

Аннотация

Рассматриваются возможные пути разработки критериев оценки оптимального облика системы тепловой защиты высокоскоростного летательного аппарата с помощью анализа взаимосвязей массы системы, поступающего теплового потока к самолету, теплофизических параметров теплозащитных элементов, их ресурса и других технических особенностей, присущих подобным летательным аппаратам. В ходе расчетно-научных изысканий сделан вывод о возможности поиска рационального варианта системы тепловой защиты на базе трех критериев, характеризующих помимо ее достаточной минимальной массы максимальную использованную долю хладоресурса бортовых хладагентов, а также допустимое уменьшение прочности конструкции элементов системы.

Ключевые слова:

активное охлаждение, высокоскоростной ЛА, тепловая защита, тепловой поток

Библиографический список

  1. Гусейнов А.Б., Трусов В.Н., Полунин С.П. Анализ проблем создания гиперзвуковых летательных аппаратов // Вестник Московского авиационного института. 2014. Т. 21. № 3. С. 53‒62.
  2. Аронов Д.И., Клягин В.А. Перспективные методы организации тепловой защиты гиперзвуковых летательных аппаратов // Вестник Концерна ВКО «Алмаз — Антей». 2021. № 1. С. 52‒66. https://doi.org/10.38013/2542-0542-2021-1-52-66
  3. Балинова Ю.А., Гращенков Д.В., Шавнев А.А., Бабашов В.Г., Чайникова А.С., Курбаткина Е.И., Большакова А.Н. Высокотемпературные теплозащитные, керамические и металлокерамические композиционные материалы для авиационной техники нового поколения // Вестник Концерна ВКО «Алмаз — Антей». 2020. № 2. С. 83‒92. https://doi.org/10.38013/2542-0542-2020-2-83-92
  4. Jingjing Zhu, Xiaojun Wang, Haiguo Zhang, Yuwen Li, Ruixing Wang, Zhiping Qiu. Six sigma robust design optimization for thermal protection system of hypersonic vehicles based on successive response surface method // Chinese Journal of Aeronautics. 2019. V. 32. Iss. 9. P. 2095‒2108. https://doi.org/10.1016/j.cja.2019.04.009
  5. Jingzhe Xiea, Ruiping Zhang, Gongnan Xiea, Oronzio Manca. Thermal and thermomechanical performance of actively cooled pyramidal sandwich panels // International Journal of Thermal Sciences. 2019. V. 139. P. 118–128.
  6. Daniel R. Stevens, Paul L. Moses, S. Zane Pinckney. Design of a hypersonic waverider-derived airplane // Paper in 31st Aerospace sciences meeting & exhibit. 1993. USA. 27 p.
  7. Колычев А.В. Активная термоэмиссионная тепловая защита элементов конструкции гиперзвукового летательного аппарата при их аэродинамическом нагреве и границы ее применимости // Труды МАИ: эл. журнал. 2013. Вып. № 68. (дата обращения: 05.06.2019).
  8. Останко Д.А. Перспективы применения термоэлектрических устройств на борту фронтового истребителя // Наука и технологии в промышленности. 2014. Вып. № 1–2. С. 61— 65.
  9. Jian-Jun Gou, Yue Chang, Zheng-Wei Yan, Bing Chen, Chun-Lin Gong. The design of thermal management system for hypersonic launch vehicles based on active cooling networks // ELSEVIER. Applied Thermal Engineering: эл. журнал. 2019. Вып. № 159 (дата обращения: 18.01.2021).
  10. Егер С.М., Мишин В.Ф., Лисейцев Н.К. и др. Проектирование самолетов: учебник для вузов / Под ред. С.М. Егера. М.: Логос, 2005. 648 с.
  11. Нечаев Ю.Н. Силовые установки гиперзвуковых и воздушно-космических летательных аппаратов. М.: издание Академии Космонавтики им. К.Э. Циолковского, 1996. 203 с.
  12. Костенко Д.А. Реализация модели трехиндексной транспортной задачи в программной среде MathCad // European science. 2016. N 2(12).
  13. NASA Contractor Report 2959. High Heat Flux Actively Cooled Honeycomb Sandwich Structural Panel for a Hypersonic Aircraft. Dec.1978. 161 p.
  14. Башта Т.М., Руднев С.С., Некрасов Б.Б. и др. Гидравлика, гидромашины и гидроприводы. М.: Машиностроение, 1982. С. 48‒50, 84, 88.
  15. Авхимович Б.М. Тепловое проектирование беспилотных атмосферных летательных аппаратов. М.: МАИ, 2002. 104 с.
  16. Дрейцер Г.А., Солнцев В.П. Теплообмен в элементах конструкции двигателей ЛА. М.: МАИ, 1989. 52 с.
  17. Авдуевский В.С., Галицейский Б.М., Глебов Г.А. Данилов Ю.И., Дрейцер Г.А., Калинин Э.К., Кошкин В.К., Михайлов Т.В., Молчанов А.М., Рыжов Ю.А., Солнцев В.П. Основы теплопередачи в авиационной и ракетно-космической технике. М.: Машиностроение, 1992. 528 с.
  18. Tony R. Landis and Dennis R. Jenkins. Lockheed Blackbirds. Warbird Tech Series. V.10.
  19. Brian Zuchowski. Air vehicle integration and technology research // AFRL-RQ-WP-TR-2012-0280 final report. Lockheed Martin Aeronautics Company, 2012. 192 с.
  20. ЦАГИ ‒ основные этапы научной деятельности, 1993-2003 / Редкол.: Дмитриев В.Г. (пред.) и др. М.: Физматлит, 2003. 576 с.
  21. Авиационные материалы. Справочник в 9-ти т. / Под ред. А.Т. Туманова. М.: ОНТИ, 1975, 1989. Т. 2, 3. 372 с., 567 с.
  22. Авиационные материалы. Справочник в 9-ти т. / Под ред. А.Т. Туманова. М.: ОНТИ, 1973. Т. 5. 583 с.

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2018-2024