Моделирование механизма разрушения космических аппаратов в результате инерциального взрыва их металлических узлов при столкновении

Авиационная и ракетно-космическая техника

Прочность и тепловые режимы летательных аппаратов


Авторы

Марахтанов М. К. *, Велданов В. А. **, Духопельников Д. В. ***, Карнейчик А. С. ****, Крутов И. С. *****, Макаров А. А. ******

Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана, 2-я Бауманская ул., 5, стр. 1, Москва, 105005, Россия

*e-mail: mkm@power.bmstu.ru
**e-mail: vevladi@mail.ru
***e-mail: duh@bmstu.ru
****e-mail: karas-dimitrov@mail.ru
*****e-mail: is.krutov@mail.ru
******e-mail: Makarov_bmstu@mail.ru

Аннотация

Известны случаи столкновения двух искусственных спутников Земли, когда скорость встречи космических аппаратов (КА) на пересекающихся орбитах достигала 10,5 км/с, т.е. в несколько раз больше той, которая требуется для взрыва кристаллической решетки металла, составляющего корпус КА. Исследуются параметры инерциального взрыва металлических узлов, который может возникнуть в месте контакта столкнувшихся КА. Приводятся экспериментальные и расчетные данные о скорости столкновения, обеспечивающей подобный взрыв, а также о скорости движения и температуре парообразных продуктов взрыва, достигающей 22000 К. Показано, что время, необходимое для возбуждения реакции перехода металла из твердого состояния в светящуюся атомно-паровую смесь (если переход инициирован механическим ударом), не превышает двух микросекунд. Определена относительная масса взорванного металла. Эксперименты проведены на свинцовых образцах.

Ключевые слова

столкновение космических аппаратов, инерциальный взрыв металла, температура продуктов взрыва, продолжительность перехода металла в пар

Библиографический список

  1. Столкновение искусственных спутников «Космос-2251» и «Иридиум-33». URL: http://calendarik.com/event/v-2009-godu-na-orbite-zemli-proizoshlo-pervoe-v-istorii-kosmonavtiki-sto...

  2. Марахтанов М.К. Металл как источник энергии // Известия РАН. Энергетика. 2009. № 1. С. 79-91.

  3. Марахтанов М.К., Марахтанов А.М. Квантовая макроэлектроника. События макромира, объясняемые законами квантовой механики. Опыт и теория. — М.: КРАСАНД, 2014. — 776 с.

  4. Марахтанов М.К., Велданов В.А., Духопельников Д.В., Карнейчик А.С., Максимов М.А. Результаты взаимодействия металлических снарядов со стальной мишенью // Вопросы оборонной техники. Сер. 16. 2013. № 3-4. С. 25-34.

  5. Марахтанов М.К., Велданов В.А., Духопельников Д.В., Тарасов М.А. Экспериментальное исследование электронного импульса в свинцовой пуле при ударе о твердую преграду // Вооружение. Политика. Конверсия. 2012. № 1. С. 21-24.

  6. Киттель Ч. Введение в физику твёрдого тела. — М.: Наука, 1978. — 791 с.

  7. Войцеховский А.И., Ромейко В.А. Тунгусский метеорит. 100 лет великой загадке. — М.: Вече, 2008. — 432 с.

  8. Надирадзе А.Б., Смирнов В.А. Моделирование методом Монте-Карло воздействия метеороидов и техногенных частиц на элементы космических аппаратов // Вестник Московского авиационного института. 2014. Т. 21. № 3. С. 80-91.

  9. Mabire C., Heґ . Shock induced melting of lead (experimental study) // Shock Compression of Condensed Matter 2001, American Institute of Physics. 2002, pp. 229-232.

  10. Зукас Дж.А., Николас Т., Свифт Х.Ф., Грещук Л.Б., Курран Д.Р. Динамика удара / Пер. с англ. — М.: Мир, 1985. — 296 с.

  11. Рухадзе А.А. и Шпигель И.С. Электрический взрыв проводников / Пер. с англ. Е.Т. Антропова, В.Н. Колесникова, Е.Е. Ловецкого. — М.: Мир, 1965. 360 с.

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 1994-2020