Ю.Б. Дылько, П.В. Просунцов
ПРИМЕНЕНИЕ МОДЕЛЕЙ
КОМБИНИРОВАННОГО ТЕПЛООБМЕНА
ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТЕПЛОЗАЩИТНЫХ
ПОКРЫТИЙ МНОГОРАЗОВЫХ
КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ
Проведено сравнение моделей эффективной теплопроводности и
радиационно-кондуктивного теплообмена при проектировании
теплозащитных покрытий многоразовых космических аппаратов. <...> Показано, что использование модели эффективной теплопроводности приводит к завышению значений температур в волокнистом материале по сравнению с моделью радиационно-кондуктивного теплопереноса и, как следствие, к увеличению необходимой
толщины теплоизоляционного материала. <...> E-mail: prosuntsov@tochka.ru
Ключевые слова: многоразовые космические аппараты, теплозащитные покрытия, волокнистые теплоизоляционные материалы, комбинированный теплообмен, модель эффективной теплопроводности, модель радиационно-кондуктивного теплопереноса, оптимальное тепловое проектирование. <...> Для аппаратов данного класса важной задачей является
обеспечение эффективной тепловой защиты силовой конструкции в
условиях интенсивного аэродинамического нагрева. <...> В теплозащитных покрытиях (ТЗП) современных МКА для блокирования переноса
теплоты от нагретой фронтальной поверхности используют высокотемпературные теплоизоляционные материалы из волокон SiO2 и
Al2O3 [2]. <...> Ввиду частичной прозрачности волокон и высокой пористости материалов перенос теплоты происходит одновременно и взаимосвязанно несколькими механизмами: теплопроводностью по
твердому каркасу и газовой среде в порах, конвективным путем в
объеме материала и за счет энергии излучения [3]. <...> Существует два основных подхода к математическому описанию
процесса теплопереноса в частично прозрачных волокнистых материалах. <...> Первый из них основан на понятии эффективной теплопроводности. <...> Основными преимуществами этого подхода являются
простота программной и алгоритмической реализации и возможность
50
ISSN 0236-3941. <...> Однако эффективная теплопроводность <...>