Измерения скорости газа в ракетно-космической технике

Скачать в pdf «Измерения скорости газа в ракетно-космической технике»


Таким образом, экспериментальное определение скорости газового потока в ракетно-космической технике актуально на стадии технического предложения в фундаментальных и, в ряде случаев, поисковых исследованиях, а также на более поздних стадиях, в основном при имитации полетных условий на стендовом оборудовании. В этой связи всю экспериментально-исследовательскую базу можно условно подразделить на лабораторные установки, исследовательские и отработочные стенды. На первых из них изучаются отдельные явления и устанавливаются основные закономерности, на вторых проводятся исследования на моделях и, наконец, на последних — испытания натурных элементов КК. Во всех случаях производится декомпозиция конструкции (расчленение на составные элементы по тому или иному принципу) или выделение из нее характерных фрагментов.


Примером может служить исследование теплосилового воздействия на элементы конструкции в процессе создания теплозащитных материалов, поскольку определяющее теплоотдачу число Нуссельта Nu напрямую связано с числом Рейнольдса Re, являющегося функцией скорости газового потока.


На рис. 1 показаны четыре составляющих прототипа — тела с элементарной геометрией (шар, конус, цилиндр и клин) при исследовании теплосилового нагружения, которое послужило основой

Рис. 1. Тела-прототипы, используемые при анализе теплосилового нагружения изделия сложной формы: 1 — шар; 2 — цилиндр; 3 — клин; 4 — конус


для построения картины обтекания многоразового возвращаемого космического корабля [1].


Возможные механизмы разрушения современных теплозащитных материалов базируются на сочетании законов сублимации, плавления и горения веществ в высокоскоростном газовом потоке. В силу сложности изучаемых явлений структура экспериментальных работ предусматривает реализацию итерационного процесса с последовательным уточнением условий моделирования. На первом этапе лабораторных исследований основное внимание уделяется сравнительным экспериментам, выбору эталонов, классификации процессов и их теоретическому описанию. При этом исключается необходимость воспроизводить геометрические и конструктивные особенности реального объекта. С использованием методов параметрического численного анализа удается выделить среди многочисленных независимых переменных важнейшие и построить критериальные соотношения для расчета тепломассообмена.

Скачать в pdf «Измерения скорости газа в ракетно-космической технике»