Проектное формирование теплоизоляции для термостатирования элементов конструкций беспилотных летательных аппаратов, функционирующих в температурных условиях Арктики


DOI: 10.34759/tpt-2023-15-2-79-87

Авторы

Маскайкин В. А.

ОАО «Государственное научно-производственное предприятие «Регион», Каширское шоссе, д. 13А, Москва,115230, Россия.

e-mail: vladimir.maskaykin@mail.ru

Аннотация

Статья посвящена повышению термоизоляционных свойств беспилотных летательных аппаратов, эксплуатируемых в экстремальных температурах. Проводятся теоретические исследования формирования теплоизоляционной конструкции малой толщины, обеспечивающей высокие показатели теплоизоляции, методом проектирования. Путем проведения теоретического исследования теплообмена различных многослойных схем теплоизоляционной конструкции с вариацией различных характеристик ее материалов, определяется оптимальная схема теплоизоляционной конструкции и входящие в нее характеристики материалов. Проводится сравнительный анализ аналогов, используемых в качестве теплоизоляции летательного аппарата, с теплоизоляционной конструкцией, рассматриваемой в работе. Теоретическое исследование теплообмена различных теплоизоляционных конструкций проводится численным конечно-разностным методом. По результатам теоретического исследования была разработана оптимальная теплоизоляционная конструкция, обеспечивающая высокие показатели теплоизоляции при малой толщине. Выявлены преимущества и недостатки теплоизоляционной конструкции, рассматриваемой в работе с аналогами теплоизоляционных конструкций, используемых в летательных аппаратах.

Ключевые слова:

термостатирование беспилотных летательных аппаратов, температурные условия Арктики, теплоизоляционные материалы, многослойная теплоизоляционная конструкция, двунаправленная прямоугольная схема армирования, нестационарная теплопроводность

Библиографический список

  1. Кузнецов И.Е., Мельников А.В., Рогозин Е.А., Страшко О.В. Методика учета влияния метеорологических факторов на эффективность применения беспилотных летательных аппаратов на основе системного анализа // Вестник Дагестанского технического университета. Технические науки. 2018. Т. 45. № 2. С. 125–139. DOI: 10.21822/2073-6185-2018-45-2-125-139
  2. Рогозин Е.А., О.И. Бокова, Мельников А.В. Основные аспекты совершенствования методики оценки эффективности функционирования беспилотного летательного аппарата в условиях обледенения // Вестник Воронежского института МВД России. 2019. № 3. С. 21–33.
  3. Клименков Г.П., Приходько Ю.М., Пузырев Л.Н., Харитонов А.М. Моделирование процессов обледенения летательных аппаратов в аэроклиматических трубах // Теплофизика и аэромеханика. 2008. Т. 15. № 4. С. 563–572.
  4. Горбунов А.А., Галимов А.Ф. Влияние метеорологических факторов на применение и безопасность полета беспилотных летательных аппаратов с бортовым ретранслятором радиосигнала // Вестник Санкт-Петербургского университета ГПС МЧС России. 2016. № 1. С. 7–15.
  5. Сытый Ю.В., Сагомонова В.А., Максимов В.Г., Бабашов В.Г. Звукотеплоизолирующий материал градиентной структуры ВТИ-22 // Авиационные материалы и технологии. 2013. № 2. С. 47–49.
  6. Авиационные материалы: Справочник в 13 томах. Т. 9. Теплозащитные, теплоизоляционные и композиционные материалы, высокотемпературные неметаллические покрытия. Москва, 2011. 31 с.
  7. Тарасов В.А., Тимофеев М.П., Ермакова Ю.В., Боярская Р.В. Анализ свойств и особенностей функционирования высокопористых теплоизоляционных материалов на основе базальтового волокна // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Серия «Машиностроение». 2013. № 4 (93). С. 120–129.
  8. Гращенков Д.В., Балинова Ю.А., Тинякова Е.В. Керамические волокна оксида алюминия и материалы на их основе // Стекло и керамика. 2012. № 4. С. 32–36.
  9. Кузнецов С.П. Конкретная авиатехника. Самолет Як-42. Санкт-Петербург, 2022. 345 с.
  10. Волошин Ф.А., Кузнецов А.Н. и др. Самолет Ту-154. Конструкция и техническое обслуживание. Книга 1. Москва, 1975. 291 с.
  11. Задорожный Я.Н., Мамошин П.Н. Конструкция и летная эксплуатация самолета Ан-24. Москва, 1980. 142 с.
  12. Антонов О.К. Пассажирский самолет АН-14. Техническое описание. 2-е изд. Москва, 1964. 195 с.
  13. Данилов В.А. Вертолет МИ-8. Устройство и техобслуживание. Москва, 1988. 278 с.
  14. Monroe William Shumate, James W Stacy. Reinforced Insulation Product and System Suitable for Use in an Aircraft. Patent U.S. 7278608 B2, Int. Cl. B 64 C 1/00. No. 11/167’864 (2007).
  15. Конструктивный компонент фюзеляжа самолета или космического летательного аппарата со слоем пены в качестве теплоизоляции: патент Российская Федерация / Колах Микаел, Вентцел Ханс-Петер, Дольцински Вольф-Дитрих, Херман Ральф. — № 2009124191/11; заявл. 18.01.2008; опубл. 20.09.2012. Бюл. № 26.
  16. Маскайкин В.А., Махров В.П. Исследование конвективного теплообмена структурированного, неоднородного элемента, служащего как теплоизоляционный слой обшивки авиационных изделий // Тепловые процессы в технике. 2021. Т. 13. № 5. С. 230–237. DOI: 10.34759/tpt-2021-13-5-230-23
  17. Кузнецов Г.В., Шеремет М.А. Разностные методы решения задач теплопроводности: учебное пособие. Томск, 2007. 172 с.
  18. Крайнов А.Ю., Миньков Л.Л. Численные методы решения задач тепло- и массопереноса: учебное пособие. Томск, 2016. 92 с.
  19. Самарский А.А., Вабищевич П.Н. Вычислительная теплопередача. Москва, 2003. 785 с.
  20. Самарский А.А. Теория разностных схем. Москва, 1989. 616 с.
  21. Дульнев Г.Н., Заричняк Ю.П. Теплопроводность смесей и композиционных материалов: справочная книга. Ленинград, 1974. 264 с.

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2018-2024