Щит абляционный

Применение отражающих абляционных материалов для теплозащиты аппаратов, входящих в атмосферу планет. — Ракетная техника и космонавтика , 1972, № II, с. 137—145. [c.384]

Таким образом, процесс абляции — это унос материала с поверхности в результате теплового и газодинамического воздействия. В качестве абляционных материалов используют медь, чугун, пластмассы и т. д. В поверхностном слое конденсированной фазы при сублимации, горении, абляции можно выделить три характерные зоны прилегающая к поверхности зона коксования, зона подготовительных процессов и прогретая зона. Характерной особенностью рассматриваемых процессов является подвижность границы и наличие указанных зон. Различие между ними заключается в протекании частных явлений и характере тепловыделения или теплопоглощения в конденсированной и газообразной средах. [c.86]

В испарительном охлаждении, например, газ-охладитель поступает в пограничный слой через пористую стенку. При абляционном охлаждении газ-охладитель получается 1на поверхности при сублимации или химических реакциях самого материала стенки. При охлаждении жидкой пленкой охлаждающий газ получается за счет испарения жидкости с поверхности пленки, покрывающей охлаждаемую стенку. [c.65]

ГИИ изнутри стенки к поверхности раздела, равный по величине (ра) hy s- При испарительном охлаждении этот поток энергии переносится охлаждающим газом по мере его продвижения к поверхности стенки. При абляционном охлаждении (pa)t есть скорость, с которой граница раздела фазы отступает в твердую стенку. Энтальпия равна энтальпии газа-охладителя при достижении им поверхности для охлаждения выпотеванием и энтальпии твердого или жидкого тела при абляционном или испарительном охлаждении. В итоге с поверхности раздела энергия [c.68]

В дополнение к сублимационной можно представить более сложные схемы абляционного охлаждения. В зависимости от материала стенки н условий полета можно получить такие явления, как расплавление поверхности, механическое разрушение (эрозию), диссоциацию воздуха и вещества стенки, ионизацию и химические реакции компонентов в пограничном слое. Очевидные усложнения, возникающие при анализе таких сложных абляционных систем, не позволяют дать точное описание действительного механизма. [c.80]

Образующийся при пиролизе связующего кокс имеет высокую прочность сцепления с углеродным волокном. В связи с этим композиционный материал обладает высокими механическими и абляционными свойствами, стойкостью к термическому удару. [c.479]

Наличие пограничного слоя у стенок камеры сгорания в модели процесса горения не учитывается. Для расчета влияния смесительной головки на стенку камеры сгорания необходимо провести отдельный анализ пристеночного слоя с тем, чтобы определить коэффициенты теплопередачи. Различие расчетов процессов горения и теплопередачи в стенку наиболее удобно для камер сгорания с абляционным охлаждением, поскольку [c.152]

Внутренняя оболочка из абляционного материала устанавливается в титановом корпусе. Расширяющаяся часть сопла выполнена из ниобия с покрытием из дисилицида ниобия от сечения с 8 = 16 до выходного сечения с е = 43,4 и охлаждается излучением. Титановый корпус теплоизолирован (стекловатой в стальной оболочке). [c.213]

Коксованные карбоволокниты получают из обычных полимерных карбо-волокнитов, подвергнутых пиролизу в инертной или восстановительной атмосфере. При температурах 800...1500°С образуются карбонизированные карбоволокниты, а при 2500...3Т)00°С — графитизированные карбоволокниты. Образующийся при пиролизе связующего вещества кокс имеет высокую прочность сцепления с углеродными волокнами. В связи с этим коксованные карбоволокниты обладают высокими механическими и абляционными свойствами, стойкостью к термическому удару. [c.372]

Пустоты (закрытые поры) могут определяться даже в закрытых сотовых конструкциях и в абляционных материалах, адгезионно связанных с металлическими структурами [4]. Рассеяние СВЧ-излучения на пустотах уменьшает амплитуду сигнала, выводимого на экран ЭЛТ. [c.479]

Вследствие высокой стоимости спускаемого аппарата конструкции из композитов, обеспечивающие снижение массы, требуют наибольших вложений и ранее испытывались при больших скоростях, чем в случае обычных летательных аппаратов. Космические капсулы и ракеты начального периода имели носовые обтекатели, кожухи и теплозащитные экраны, изготовленные из абляционных материалов,х стойких к воздействию высокой температуры. Для многих ракетных сопл также используют абляционные конструкции. В оригинальной разработке командного модуля ракеты Аполлон и прибора для контроля космической среды многие виды композитов были использованы внутри и вне кабины. После трагического пожара на корабле Аполлон использование композитов внутри кабины резко сократилось и были приняты меры по замене их на негорючие материалы. Для долговременной эксплуатации в космическом пространстве оказались необходимыми также стойкость к дегазации и влиянию сильного [c.557]

Фенольные ленточные конструкции используют в настоящее время для невоенных применений, но их используют с момента начала создания космических кораблей. Обычно экраны и сопла получают намоткой ленты на оправку с последующим отверждением и обработкой до требуемых размеров. Ленты обычно укладывают на те углы, на которых кромки СП подвержены абляционному воздействию, и служат для снижения возможности отслаивания и улучшения обтекания, если композит расположен плашмя. Тепловые панели и сопла для лунной экспедиционной кабины Лем и космического корабля Аполлон были изготовлены именно таким образом. [c.561]

Абляционные материалы 342, 418 АБС-пластик 36, 65, 94, 102, 163,253, 339, 445 Агломерация частиц 273 Адгезия 277, 401 [c.465]

К этой же группе композитов относятся абляционные материалы для тепловой защиты ракет, изготовленные на базе фенолформальдегидных смол с углеродным или стекловолокном. В этих материалах часто используется стеклоткань, которая при многослойном нанесении обеспечивает высокие механические свойства изделий, например тонкостенных труб, втулок и др. [c.876]

Разрушение материала, сопровождающееся уносом его массы при воздействии горячего газового потока, называется абляцией. Абляционная стойкость определяется устойчивостью материала к механической, термической и термоокислительной деструкции. [c.146]

В зависимости от конкретных условий все эти виды нагрузок могут воздействовать на агрегат ЖРД совместно, либо одна из них может иметь доминирующее. значение. Например, для камер сгорания, выполненных из абляционных материалов, существенно влияние всех четырех факторов, а работоспособность металлических камер с регенеративным охлаждением при малом времени работы определяется тепловыми нагрузками и уровнем давления продуктов сгорания. [c.69]

В последние годы большое значение приобрели теплоизолирующие абляционные покрытия, предназначенные для работы при больших тепловых нагрузках и значительных скоростях набегающего газового потока. Тепло, подводимое извне, расходуется на плавление, испарение и унос наружного слоя абляционного покрытия. В результате уноса материала температура поверхности изолируемого тела остается почти постоянной за все время абляции. Материалы покрытия должны обладать большой теплоемкостью и малой теплопроводностью, надлежащей температурой начала абляции и высокой теплотой (энтальпией) абляции. Последняя измеряется количеством теплоты, затрачиваемой на унос одного килограмма материала. Абляционные или, по другой терминологии, жертвенные покрытия имеют значительную толщину и создаются на основе теплоизолирующих материалов (окислы, стекловолокно, волокнистые силикаты и т. п.) со смоляными и кремнеорганическими связующими [271]. [c.168]

Абляционному разрушению обычно подвержены неметаллические материалы и в первую очередь пластмассы. Явление абляции пластмасс исследовано еще недостаточно полно. Однако уже сейчас можно считать установленным, что материалы с неориентированными волокнами, большинство которых расположено перпендикулярно к омывающему поверхность потоку газов, разрушаются медленнее материалов, у которых направление волокон совпадает с направлением потока газов. Кроме того, подмечено, что детали, отлитые под высоким давлением, лучше сопротивляются эрозии и абляции, по сравнению с деталями, отлитыми при низком давлении. [c.16]

Общие замечания. Нарушение сплошности и несущей способности пространственно-армированных композиционных материалов при повышенных (выше 250 °С) температурах вследствие сравнительно низкой теплостойкости матрицы ограничивает температурный диапазон их применения. Решение задачи упрочнения матрицы в целях приближения ее прочности при повышенных температурах к высокому температурному сопротивлению углеродных волокон привело к появлению углеродной (или графитовой) матрицы и композиционных материалов на ее основе. Создание нового класса высокотемпературных материалов, получивших название углерод-углеродных композиционных материалов, описано в работе [109] там же приведена библиография по этим материалам. Первоначально со.зданные углерод-углеродные композиционные материалы основывались на двухнаправленном армировании. Они обладали лучшей прочностью в плоскостях армирования по сравнению с монолитным поликристаллическим графитом, но уступали по прочности, нормальной к плоскости армирования. Переход к пространственно-армированным материалам устраняет эту проблему [108, 114, 123]. Пространственное армирование резко повышает сопротивление этих материалов к действию нестационарных температурных напряжений и абляционную стойкость. Разработке и созданию пространственно-армированных материалов на основе углеродной матрицы уделяется большое внимание [106, 107]. [c.167]

Применение конструкционных деталей возможно при температуре 260° С в течение 200 ч, если в качестве упрочнителя используются стеклянные волокна. Широкое применение в других отраслях промышленности получили нейлон, стекло, высококремпистые соединения, кварц, а также наполненные углеродной тканью фенольные смолы в абляционных элементах системы термозащиты, как, например, конический носовой обтекатель, камеры двигателей ракет и вкладыши сопел. [c.87]

Графит — гексагональная кристаллическая модификация углерода. Плотность 2,21—2,26 г/см1 Твердость по минералогической шкале равна единице. Прочность при сжатии 160—300 и растяжении 50 кгс/иЛ При температуре 3700° С возгоняется, минуя жидкую фазу. При давлении 105 кгс/см и температуре 3800—3900° С расплавляется. Кислотоупорен, не растворяется в органических растворителях, но растворяется в расплавленном железе, в расплавленной селитре сгорает. Обладает низким коэффициентом трения и высокой электропроводиостью. Хорошо обрабатывается резанием. Графит применяют в качестве абляционно-стойких покрытий, из него изготовляют плавильные тиглп и синтетические алмазы, используют как антистатическое покрытие, смазочный и подшипниковый материал, материал литейных форм, противопригарных красок, антинакипинов, скользящих электроконтактов и т. д. [c.390]

Запись информации производится при помощи механич. нарушения носителя (пробивка отверстий в перфокарте иди перфоленте), абляционным способом, термооптически или термоэлектрически (используются для записи информации на оптич. диск см. ниже) и др., считывание информации — механич.,. з л.-механич. или оптич. методами. [c.523]

Абляционная стойкость определяется устойчивостью материала к механической, термической и термоокислительной деструкции. На абляционную стойкость влияет также структура полимера. Материалы на основе полимеров линейного строения имеют низкую стойкость (происходит деполимеризация и деструкция). Температура абляции не превышает 900 "С. Материалы на основе термостойких полимеров лестничного или сетчатого строе-ич.ч (фе1 Олоформальдегидные, кремнийорганические и др.) имеют более высокую стойкость к абляции. В них протекают процессы структурирования н обезуглероживания (карбонизации). Температура абляции может достигать 3000 °С. Для увеличения абляционной стойкости вводят армирующие, наполнители. Так, стеклянные волокна оплавляются, при этом расходуется много теплоты. Теплопроводность пластиков в сотни раз меньше, чем тепло-ирозодносгь металлов, поэтому при кратковременном действии вьгсокой температуры внутренние слои материала нагреваются до 200—3.50 "С и сохраняют механическую прочность. [c.448]

Полибензкмидазолы обладают высокой термостойкостью (температура разложения на воздухе 300—600 "С) хорошими проч-ностньши показателями высокими диэлектрическими свойствами. Волокна огнестойки и термостойки. Композиции на основе поли-бензимндазолов могут использоваться в качестве абляционных термозащитных материалов. Антифрикционные материалы —АСП-пластики обладают термостойкостью и самосмазывающимися свойствами. [c.461]

Карбоволокниты с углеродной матрицей находят применение для тепловой защиты, дисков авиационных тормозов, химически стойкой аппаратуры, заменяя различные типы графитов. Сохранение углеродными волокнами присущей им высокой проч. ности до температуры сублимации, высокая прочность сцепления с коксом связующего придает этим компо-зицня.м высокие механические и абляционные свойства, стойкость к термическому удару и другие ценные свойства. Процесс изготовления карбоволо-книтов с углеродной матрицей состоит из трех стадий получения обычного карбоволокнита на полимерном связующем, пиролиза полученного карбоволокнита в инертной или восстановительной среде при температуре 1000—1500 °С, пороуплотнения дополнительной пропиткой связующим с последующей карбонизацией или пироуглеродом. [c.368]

Метод резонансного прозвучивания, как МНК для определения дефектов в сотовых конструкциях с облицовками из армированных пластиков, был использован для контроля абляционных удлинителей сопл ракетных двигателей [19]. Было показано, что обнаруживаемые дефекты расслоения как в наружной, так и во внутренней облицовке из стеклоламината на основе фенольной смолы при измерении с одной стороны удлинителя имеют размер не менее 6,45 см . Могут быть определены и нарушения адгезионной связи облицовочных слоев (обшивок) с сотовым заполнителем. Акустическую связь головки с изделием обеспечивала липкая пленка Майлар (металлизированная полиэфирная пленка). Попытка использовать для акустической связи очищаемое покрытие ставит другие проблемы — на поверхности ламината после удаления покрытия остаются следы, ухудшающие качество изделия. Колебания окружающей температуры при этом методе контроля делают показания приборов неустойчивыми и их нужно избегать. [c.474]

Во время эксперимейтальных и полетных испытаний выяснилось, что нахлесточное соединение, осуществленное на обычных тепловых панелях, приводит к небольшим несовпадающим с осью потока выщербленностям материала в ходе абляционного воздействия на тепловую панель. Эти выщербленности образуются при абляционном воздействии на зону нахлестки, так как поверхность тепловых панелей физически изнашивается, действует как ориентированный источник остаточной деформации и вносит свой вклад в несимметричную динамику корабля и создание вращающего момента. [c.561]

Современные теории пластификации, свидетельствующие о том, что пластифицированный полимер обладает гелеподобной структурой и пластификатор снижает взаимодействие цепей в местах контакта и/или зацеплений, не исключают возможности возникновения включений пластификатора неопределенно малых размеров, диспергированных в полимерной матрице. Тем не менее автор считает, что обычные пластифицированные полимеры такие как ПВХ, не следует относить к макро- или микрокомпозициоиным материала . . Однако существуют другие смеси полимеров и жидкостей, которые могут быть без сомнения отнесены к композиционным материалам. Так, сетчатые полимеры, получаемые поликонденсацией, например отверждаемые фенолоформальдегидные смолы могут содержать тонкодиспергированные частицы воды, сохраняющиеся в течение нескольких лет. В случае литых изделий из фенолофор-мальдегидных ненаполненных смол предпринимались большие усилия для сохранения и стабилизации такой гетерофазной структуры, при которой материал не растрескивался при испарении воды. Около 10 лет назад в промышленных масштабах с большим успехом начали использовать водонаполненные полиэфирные смолы (патент США 3.256.219). Воду диспергировали [22] в смоле в виде сферических частиц диаметром 2—5 мкм с концентрацией, достигающей 90%. Такие материалы использовали для замены гипса и древесины, а также в качестве теплозащитных абляционных покрытий. [c.39]

Бурное развитие сверхзвуковой авиации и космической техники, в том числе разработка конструкций возвраш,аемых космических аппаратов, которые должны успешно преодолевать плотные слои атмосферы, вызвало необходимость интенсивных поисков материалов для абляционных покрытий. Основными функциями абляционного слоя является предотвращение перегрева и разрушения летательного аппарата. Наибольшее распространение в качестве абляционных покрытий получили композиционные материалы на основе полиамидных волокон и фенолоформальдегидных свя-зуюш,их. Однако, как отмечает Энгел [54], использование таких материалов в ракетах земля — воздух является нежелательным, поскольку в процессе их абляции наблюдается выделение ионов, создающих радиопомехи, что затрудняет осуществление радиоуп-равлення ракетами. Считают, что во избежание этого, необходимо применять особо чистые композиции, в частности на основе кремнеземного волокна, содержащего менее 25 млн , и эпоксидно-кремнийорганического связующего. В процессе абляции такого материала происходит обугливание отвержденного эпоксидного связующего и образование вспененного кремнийорганического полимера в процессе газоотделения и сублимации. Армирующий волокнистый наполнитель обеспечивает прочность материала. [c.342]

Фенолоформальдегидные смолы, армированные полиамидными волокнами, были первыми материалами, использованными в качестве абляционной теплозащиты головных частей ракет и возвращаемых космических аппаратов. В американском патенте [7] описан абляционный материал на основе эпоксидно-кремнийоргани-чеокого связующего и кварцевых волокон, предназначенный для теплозащиты головных частей ракет, не образующей в процессе абляции ионов, нарушающих системы управления. Британский патент [8] содержит описание пожарнобезопасных топливных баков самолетов, заполненных пенопластом с открытыми порами таким образом, что только 10—15% пространства баков остается свободным. Топливо, в котором набухает пенопласт, не вытекает из бака при его повреждении. Полиэфирные стеклопластики и пено-полиуританы были использованы для изготовления макета в натуральную величину англо-французского тренировочного истребителя Ягуар для показа на открытом воздухе. Реальный истребитель стоит около 1,5 млн. фунтов стерлингов. [c.418]

Значительного повышения эффективности обжатия соответственно при уменьшении длины волны излучения можно добиться, с одной стороны, за счет большей степени поглощения греющей энергии, большего абляционного давления ( сдирающего оболочку мишени) и уменьшения концентрации и нагрева горячих электронов, с другой — ирн одновременном использовании успешно развиваемого обращения волнового фронта (ОВФ) [122]. ОВФ методом четырехзолнового смешения использует кубичную нелинейность, присущую всем центросимметричным средам, например сероуглероду. ОВФ необходимо для самокомпенсации искажений изображения (в частности, профиля лазерного пучка) в световоде и компенсации временного расплывания импульсов в среде с дисперсией. Эти особенности ОВФ оказываются предельно необходимыми и полезными в ЛТЯС, когда с его помощью обеспечивается [c.244]

Мягкие контактные линзы и абляционные теплозащитные экраны космических кораблей требуют материалов с резко различающимися физическими свойствами. Однако наука о полимерах обеспечивает нас и материалами для проницаемых эластичных мембран, в црочными высокотемпературными композитными материалами.,. [c.63]

В качестве примеров исследований в этом направлении можно привести работы [7, 8], где оцениваются параметры плазмы, возни-кгиощей в результате испарения мишени при нагреве мощным ионным пучком. Анализ плазменной короны в этих работах проведен для стационарной стадии процесса при этом подробно исследовано течение в окрестности точки, где скорость потока переходит через скорость звука. Авторы [9, 10], также предполагая стационарность течения плазмы, основное внимание уделили расчету ускорения тонкой мишени абляционным давлением на поздних стадиях, когда можно не рассматривать циркуляцию волн сжатия и разрежения. Для случая действия лазерного излучения аналогичный подход использован в работах [И, 12]. Значительно меньшее внимание уделено анализу начальной стадии взаимодействия излучения с веществом, когда процесс носит существенно волновой характер. [c.244]

Влияние атмосферы. Сила сопротивления разреженной атмосферы определяется выражением F = —/>5 г г, где р —плотность атмосферы, S — площадь поперечного сечения спутника. С каждым оборотом апогей и перигей снижаются, причем перигей опускается медленней, чем апогей. Орбита приближается к круговой. Критической является траектория на высотах 1104-120 км. Далее она круто изгибается, и спутник, попадая в плотные слои атмосферы, сгорает. На высоте h = 120 км р = = 10 кг/м . Полагая 5" = 1 м , получим = 0,62 Н. Отношение возмущающего ускорения к ускорению, создаваемому силой тяжести, составляет т pS[R + h) = 6,5 10 " . На высоте /г = 20 км /9 = = О, Об кг/м , F = 378 Тс. Здесь возникает ударная волна, образование которой приводит к потерям полной энергии. Поскольку скорость спутника в 25 раз превышает скорость звука, то на его лобовой части образуется слой плазмы с температурой 7 + 9 тыс. градусов. Для обеспечения безопасности космонавтов используется способ теплозащиты, получивший название абляционного (от лат. ablatio — устранение). Лобовая часть покрывается пластмассой, которая плавится и испаряется, поглощая тепло и уменьшая поток теплоты внутрь космического аппарата. [c.48]

Различия в абляционной стойкости равноплотных УУКМ пытаются объяснить различием микроструктуры матриц. Методом дифракции электронов установлено, что структура тонких пироуглеродных покрытий определяется природой волокон. На вискозных волокнах почти во всех случаях, включая предварительно термообработанные углеродные волокна, покрытие получается изотропным. Если покрытые пироуглеродом волокна нагреть до 3100 К, то структура покрытия не меняется при условии, что сами волокна не были термообработаны до этой температуры. Если же перед осаждением пироуглерода волокна термообработать при 3100 К, затем покрыть пироуглеродом, а потом опять провести термообработку, то структура становится ориентированной. На предварительно термообработанных волокнах из полиакрил-нитрила пироуглеродное покрытие имеет анизотропную структуру. Покрытие имеет такую же структуру, когда волокна с изотропным покрытием подвергаются термообработке при 3100 К. На волокнах из пека покрытия при всех условиях имеют ярко выраженную анизотропную структуру, кроме тех случаев, когда осаждение пироуглерода осуществляется на пековые волокна, имеющие на поверхности кокс эпоксидной смолы (при осаждении пироуглерода на стержни из углеродных волокон, связанных эпоксидной смолой). В данном случае всегда образуется покрытие с изо- [c.80]

Экспериментальные данные и расчеты позволили установить ряд важных параметров, определяющих абляцию. К ним относятся, например, отношение энтальпии аэродинамического нагрева к энтальпии газовой завесы, которое зависит от размеров и формы изделий и свойств газа в пограничном слое отношение скрытой теплоты сублимации к энтальпии газовой завесы, характеризующее влияние скрытой теплоты сублимации а также эффективная тепловая емкость, представляющая собой отношение суммарного теплового потока, поглощенного неразрушив-шимся аблятивным покрытием, к суммарной потере массы покрытия и служащая для сравнения эффективности абляционных защитных экранов. [c.76]

Благодаря экспериментам, проведенным на них, были установлены отдельные закономерности, присущие разным видам эрозии. Исследования последних лет расширили представления о кинетике механизма эрозии, позволили наметить элементы общей физической теории эрозионного разрушения и позволили более обоснованно подходить к выбору материалов для различных современных конструкций. Некоторые испытания, в частности по абляционным материалам, осуществленные в самое последнее время во миогпх странах позво и(ли успешно решить задачу по прнменен ио высококалорийных активных топлив 6" 8 5 [c.83]

Использование в качестве упрочняющего наполнителя графитовых тканей в камерах жидкостных реактивных двигателей (Ж. Р. Д.) приводит к быстрому разрушению их за счет окисления. В этих условиях неохлаждаемые камеры лучше защищать абляционными материалами нз фенольной смолы, армироватюй кварцевыми волокнами Ц08]. [c.163]

К проблеме действия импульса энергии на твердые тела в последние десятилетия обращено внимание широкого круга исследователей [7, 21, 135, 176, 177]. Основной интерес до сих пор был связан с испарением материала, разлетом пара (плазмы) и определением абляционного давления на неиспарившуюся часть препятствия. Работ, касающихся расчета деформирования твердых тел, мало. В них принимается обычно, что фазовые переходы первого рода на нагружаемой поверхности отсутствуют [85, 86, 194], или считается известной реактивная отдача продуктов испарения [91]. Однако проблему прочности можно ставить как единую задачу, в которой нельзя с самого начала предполагать разделения газогидродинамических и прочностных аспектов задачи в широком диапазоне изменения характера импульсного воздействия. [c.160]

Конструкция камер ЖРДМТ зависит от метода охлаждения. Используют регенеративное, абляционное, внутреннее (пленочное), лучистое и комбинированное охлаждение. [c.155]

Абляционное охлаждение камер ЖРДМТ обеспечивает простоту их конструкции и минимальный тепловой поток в окружающую среду, но камеры с абляционным охлаждением имеют большую массу по сравнению с камерами, имеющими лучистое охлаждение (из-за достаточно толстого слоя абляционного материала). Масса камеры с абляционным охлаждением возрастает по закону квадратного корня из времени ее работы. При большом времени работы масса таких камер может стать чрезмерной. [c.156]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...