Полная версия

Главная arrow Техника arrow БЕСПИЛОТНЫЕ ЛЕТАТЕЛЬНЫЕ АППАРАТЫ: НАГРУЗКИ И НАГРЕВ

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

Аэродинамический нагрев на траектории

Источником аэродинамического нагрева является трение корпуса ракеты об окружающую среду. С увеличением температуры конструкционной стенки корпуса снижаются физико-механические свойства материала, из которого она изготовлена, возникают температурные напряжения. Чрезмерный нагрев может привести к разрушению конструкции, поэтому се необходимо защитить с помощью теплозащитного покрытия. Нагрев корпуса БР при полете по траектории неодинаков, что проявляется в том, что температура его стенки переменна. На рис. 100 изображена кривая изменения температуры стенки Tw корпуса БР в зависимости от времени ее полета, а также график скорости центра масс и тепловых потоков.

Рис. 100

На активном участке траектории температура стенки растет до температуры Twl, обычно 150-200°С, и слабо зависит от дальности полета ракеты, так как участок набора скорости находится в разреженных слоях атмосферы. Влияние температуры Т„| проявляется в снижении прочностных характеристик материала корпуса ракеты.

На участке входа в атмосферу температура стенки резко возрастает и достигает максимального значения Tw2. Уже пр и небольших дальностях она может составлять несколько тысяч градусов и превышать температуру плавления обычных конструкционных материалов.

Этот участок траектории и определяет обычно необходимость покрытия корпуса теплозащитой. На активном участке траектории и при входе в атмосферу графики конвективных и лучистых тепловых потоков (см. рис. 100) имеют экстремумы. На активном участке доминирующим является конвективный тепловой поток, поэтому излучением газа можно пренебречь. В то же время излучение стенки qw растет до тех пор, пока конвективный поток не сравняется с лучистым, где температура Tw имеет экстремум.

При входе в атмосферу лучистый поток от газа может составлять 10-15% от конвективного теплового потока, поэтому его следует учесть. Экстремум температуры стенки Tw2 также возникает при равенстве суммарного потока к стенке (qK + ця ) излучению от стенки (qw). График температуры стенки корпуса на участке входа в атмосферу при дальностях, превышающих 600 км, представляет лишь теоретический интерес, так как свыше этой дальности головная часть обычно отделяется в конце активного участка траектории и летит в заданную точку на поверхности Земли без ракетной части. Сама головная часть покрывается слоем теплозащитного покрытия, которое нагревается лишь до температуры уноса Т„, которая остается неизменной на поверхности покрытия, вплоть до того момента, когда преобладающим в теплообмене становится излучение от стенки. Соответствующий график температуры стенки показан на рис. 100 пунктиром.

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>