Исследователи Томского государственного университета предложили математические и физические модели тепловой защиты нового поколения для перспективной ракетно-космической техники, в том числе гиперзвуковых летательных аппаратов.
Фотографии Роскосмоса
Главной задачей учёных является подбор оптимальных комбинаций материалов, которые позволят космическому аппарату эффективно функционировать в экстремальных условиях. Речь, в частности, идёт о движении по сложным траекториям в условиях интенсивного маневрирования, а также о вхождении в плотные слои атмосферы Земли.
В рамках проекта специалисты испытали в виртуальной среде ряд материалов для космической отрасли, в том числе углепластик и пористые металлы (сталь, вольфрам). При этом воссоздавались условия, максимально приближенные к реальному полёту с гиперзвуковой скоростью. Так, теплозащитные материалы подвергались воздействию высоких температур и давлений.
Учёные выявили степень влияния радиационно-конвективного нагрева на теплозащитное покрытие и процессы его термохимического разрушения. При этом исследователям удалось отрегулировать тепловые нагрузки на композиционные материалы, в частности, снизить максимальную температуру поверхности на некоторых частях конструкции на 20 процентов.
Результаты работы позволят уменьшить негативное влияние высоких температур на защитное покрытие космических аппаратов. Расчёты ученых уже подкреплены серией лабораторных экспериментов, в ходе которых покрытия гиперзвуковых летательных аппаратов подвергали воздействию низкотемпературной плазмы.
Источник:
