![](/bitrix/templates/vestnikmai/images/en.jpg)
Авиационная и ракетно-космическая техника
DOI: 10.34759/vst-2023-1-107-116
Авторы
1, 2*, 1, 2**, 1***1. Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет), 125993, г. Москва, Волоколамское шоссе, д. 4
2. «Государственное машиностроительное конструкторское бюро «Вымпел» им. И.И.Торопова», Волоколамское шоссе, 90, Москва, 125424, Россия
*e-mail: matkovskiyno@yandex.ru
**e-mail: erm_a@mail.ru
***e-mail: tishkovvv@mai.ru
Аннотация
Рассматривается метод пассивной тепловой защиты бортовой аппаратуры летательного аппарата (ЛА), основанный на использовании материалов нового класса. В качестве внутреннего теплозащитного покрытия (ТЗП) исследуется материал дискретного волокна на основе оксида алюминия и кварцевого волокна — аэрогель. Рассмотрена конструкция аппаратурного отсека с учетом внутреннего ТЗП — аэрогеля и внешнего ТЗП — композиционного эрозионно-стойкого материала. Приведены расчетные температурные значения, полученные для различных типов ТЗП, обеспечивающих необходимый уровень температуры внутри отсека. Показано, что принципиально новый материал внутреннего ТЗП — аэрогель — приводит к снижению температуры бортовой аппаратуры на 4 °C без использования внешнего ТЗП и на 12 °C — с применением композиционного материала в качестве внешнего ТЗП.
Ключевые слова:
аэродинамический нагрев ЛА, технология активной тепловой защиты бортовой аппаратуры ЛА, теплозащитное покрытие корпуса приборного отсека ЛА, аэрогель, теплопроводность композиционных материалов на основе аэрогеля, теплонапряженное состояние композиционного корпуса ЛАБиблиографический список
- Шилкин О.В., Кишкин А.А., Зуев А.А., Делков А.В., Лавров Н.А. Проектирование системы пассивного охлаждения бортового комплекса космического аппарата // Вестник Москов-ского авиационного института. 2021. Т. 28. № 2. С. 96-106. DOI: 10.34759/vst-2021-2-96-106
- Шилкин О.В., Колесников А.П., Кишкин А.А., Зуев А.А., Делков А.В. Проектирование пассивной системы терморегулирования производительностью до 3 кВт тепло-выми трубами и активными элементами подогрева для космического аппарата // Вестник Московского авиационно-го института. 2022. Т. 29. № 1. С. 67–80. DOI: 10.34759/vst—2022—1—67—80
- Волков В.Н., Гусев А.Н., Иваха В.В. Выбор теплонагруженных траекторий для оценки прочности планера авиационных управляемых ракет // Вестник Московского авиационного института. 2009. Т. 16. № 6. С. 43–48.
- Гусейнов А.Б. Особенности разработки крылатых ракет: Учеб. пособие. — М.: Изд-во МАИ, 2015. — 106 с.
- Комаров И.М., Епишин К.В., Зернюков Д.В. и др. Разработка и тактика применения гиперзвуковых летательных аппаратов по материалам зарубежных источников // Инноватика и экспертиза: научные труды. 2017. № 1(19). С. 204–214.
- Ашихмина Е.Р., Агеева Т.Г., Просунцов П.В. Анализ температурного состояния и разработка тепловой защиты крыла многоразового космического аппарата туристического класса из гибридного композиционного материала // Тепловые процессы в технике. 2018. Т. 10. № 5–6. С. 266–273.
- Колычев А.В. Активная тепловая защита элементов конструкции гиперзвукового летательного аппарата на новых физических принципах при аэродинамическом нагреве // Труды МАИ. 2012. № 51. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=29053
- Naved I., Hermann T., McGilvray M. Numerical simulation of transpiration cooling for a high-speed vehicle with substructure // AIAA Journal. 2021. Vol. 59. No. 8. DOI: 10.2514/1.J059771
- Гусев А.Н., Зайцев А.В., Иваха В.В., Юдаков С.В. Обзор перспективных задач по тематике управляемого авиационного вооружения для решения в пакете программ «ЛЭГАК-ДК» // Супервычисления и математическое моделирование: Сб. трудов XII международного семинара. — Саров: РФЯЦ-ВНИИЭФ, 2011. С. 127–134.
- Гусев С.А., Николаев В.Н. Математическое моделирование теплового состояния радиоэлектрон-ного оборудования в отсеке летательного аппарата // Решетневские чтения: Cб. XXII Международной научно-практической конференции (12–16 ноября 2018, Красноярск). Т. 2. С. 111–112.
- Балинова Ю.А., Гращенков Д.В., Шавнев А.А. и др. Высокотемпературные теп-лозащитные, керамические и металлокерамические композиционные материалы для авиационной техники нового поколения // Вестник Концерна ВКО «Алмаз — Антей». 2020. № 2(33). С. 83–92. DOI: 10.38013/2542-0542-2020-2-83-92
- Caywood W.C., Rivello R.M., Weckesser L.B. Tactical missile structures and materials tech-nology // Johns Hopkins APL Technical Digest. 1983. Vol. 4. No. 3, pp. 166–174. URL: https://www.jhuapl.edu/Content/techdigest/pdf/V04-N03/04-03-Caywood.pdf
- Bi C., Tang G.H., Hu Z.J. Heat conduction modelling in 3-D ordered structures for prediction of aerogel thermal conductivity // International Journal of Heat and Mass Transfer. 2014. Vol. 73, pp. 103–109. DOI: 10.1016/j.ijheatmasstransfer.2014.01.058
- Bo Yuan, Shuqiang Ding, Dongdong Wang, Gang Wang, Hongxia Li. Heat insulation properties of silica aerogel/glass fiber composites fabricated by press forming // Materials letters. 2012. Vol. 75, pp. 204–206. DOI: 10.1016/j.matlet.2012.01.114
- Авиационные материалы: Справочник: В 9 т. / Под общ. ред. А.Т. Туманова. — 6-е изд., перераб. и доп. — М.: ОНТИ, 1974. Т. 8 «Теплозвукоизоляционные, декоративно-отделочные текстильные и лакокрасочные материалы, силикатные эмали». — 236 с.
- Бабашов В.Г., Варрик Н.М., Карасева Т.А. Применение аэрогелей для создания тепло-изоляционных материалов (обзор) // Труды ВИАМ. 2019. № 6(78). С. 32–42. DOI: 10.18577/2307-6046-2019-0-6-32-42
- Бабашов В.Г., Варрик Н.М. Высокотемпературный гибкий волокнистый теплоизоляционный ма-териал // Труды ВИАМ. 2015. № 1. DOI: 10.18577/2307-6046-2015-0-1-3-3
- Jin L., Li P., Zhou H. et al. Improving thermal insulation of TC4 using YSZ-based coating and SiО2 aerogel // Progress in Natural Science: Materials Interna-tional. 2015. Vol. 25. No. 2, pp. 141–146. DOI: 10.1016/j.pnsc.2015.03.006
- Раскутин А.Е., Соколов И.И. Углепластики и стеклопластики нового поколения // Труды ВИАМ. 2013. № 4. URL: http://viam-works.ru/plugins/content/journal/uploads/articles/pdf/29.pdf
- Абдрахманов Ф.Х., Волосов Д.Р., Карпузиков С.А. и др. Выбор композиционного материала в тонкостенных конструкциях, работающих при повышенных температурах // Вестник Концерна ВКО «Алмаз — Антей». 2018. № 3. С. 87–97. DOI: 10.38013/2542-0542-2018-3-87-97
- Матковский Н.О. Определение экстремальных условий температурного и силового нагружения корпуса отсека беспилотного летательного аппарата с применением наружного композитного материала // Молодежь и будущее авиации и космонавтики: Сб. тр. 12-го Всероссийского межотраслевого молодежного кон-курса научно-технических работ и проектов в области авиационной и ракетно-космической техники и технологий (23–27 ноября 2020, Москва). — М.: Логотип, 2020. С. 239. URL: https://mforum.mai.ru/files/MFORUM-2020.pdf
- Авиационные материалы: Справочник: В 9 т. / Под общ. ред. А.Т. Туманова. — 6-е изд., перераб. и доп. — М.: ОНТИ, 1976. Т. 7. Ч. 1 «Полимерные композиционные мате-риалы». — 391 с.
- Ермолаев А.Ю., Зуев А.А., Матковский Н.О. Анализ напряженно-деформированного состояния корпуса приборного отсека беспилотного летательного аппарата с применением наружного композици-онного материала // Функциональные наноматериалы и высокочистые вещества: Сб. материалов VIII Междуна-родной конференции с элементами научной школы для молодежи (5–9 октября 2020, Суздаль). — М: ИМЕТ РАН, 2020. С. 145–146.
mai.ru — информационный портал Московского авиационного института © МАИ, 1994-2024 |