Sekotāji

otrdiena, 2019. gada 26. februāris

10.000*C-TEMPERATŪRA-I.

Priekšvēsture ,temperatūras pārvalde ir mūdienu tehnikas viena no lielākām problēmām un netikai. Radīto barjeru pārvarēšana aizsākās līdz ar reaktīvo dzinēju un raķešu radīto ātruma pieaugumu. Ātrums izraisa konstrukcijas termālo slodzi, piemēram ārums M=2,6-3,2  saskarsmes frontē: iznīcinātāja korpusa spicē (radiolokātora konusa-spice), spārnu frontes virsmās un gaisa skreju rajonā sasniedzot T= no 260*C līdz 300*C, iznīcinātājam MiG-31un īzlūklidmašinai SR-71 var sasniegt 760*un 900*C  konusa spicē ! Berzei  mazāk pakļautās korpusa vismas arī sakarst. Piemēram, ar ātrumu M=0,8 (civilā aviācija)  konstrukcijas virsmas H= 9km vides temperatūra -40*C , bet lidaparāta ''ēnas'' virsmas -29*C ! Nelielam ātrumam veidojot IS diapozonā 11*C lielas šķēres. Atkāpe, temperatūras pārvalde ir tieši saistīta ar mūsdienu zemas signatūras koncepcijas -IS spektra sadaļu. Kaujas iznīcinātājam ar M=1,6 jau +84*C , bet ātrums M=1,8 ģenerē +116*C lidaparāta ''ēnas'' virsmu sasilšanu, -54*C vidē veidojot 138*C un 170*C lielas šķēres ! Ar to radot labvēlīgus priekšnoteikumus pretinieka -IS vidējā un tālā spektra sadaļā. Piemēram,  F-22 iznīcinātājam veicot superkreisēšanu un protams citiem ar M=1,7 frontē veidojas saspiesta gaisa konuss kura temperatūra sasniedz +87*C , iznīcinātājam-pārtvērējam MiG-31 ar ātrumu M=2,85......., veidojot iespaidīgas t*-šķēres !  Jaaceras , ka temperatūras slodze notiek retinātas atmosfēras vidē ar T= -40/55*C un ļoti zemu gaisa mitrumu ! Minētais kalpo kā ilustrācija lai labāk saprastu T*- problēmu. Tas naaprobežojas tikai ar  tehnisko, bet arī uz pilota-kabīnes dzīvesapstākļu nodrošinājumu. Mainīgi lielumi, lidojuma takas augstuma sarukums = vides- t* pieaugums,  ātruma un sprinta laika ierobežojumi. Kaujas lidaparātu tehniskais aprīkojums ģenerē lielu siltumu bez kura novadīšanas rodas nevēlami tehnikas atteikumi. Aviacijas konstruktoriem siltuma problēmu risinot ar ātruma optimizāciju. Īpāši to saistot ar zemas signatūras lidaparātiem un raķetēm. Piemēram , F-35 dominējošais ātrums no 900km/h līdz 1100km/h optimizēts 9-10km augstumiem pretēji F-22 virskaņas kreisējuma 12-15km.  Zemo augstumu takā ,lielāka gaisa bīvuma un temperatūras apstākļos pretkuģu raķetes NSM un  JSM triecien variants, korpusa IS- signatūras minimizācijai ietver aktīvo t*- pārvaldi. Padarot raķeti pretinieka IS-atklāšanai virtuāli ''neievainojamu''. Lielāks ātrums= t*-slodzes un secīgi probēlēmas. Temperatūras  spices problēmas saitas ar orbitāliem kuģiem , pagātnē -atspoles kuģiem. Atgriežoties atmosfērā  deguna un spārna pamatvirsmai jaiztur pietiekami ilgstoša līdz 11 min. no 800*C līdz 1250*C termālā slodze. Problēmu atrisinot ar tērauda kausēšanas mertena krāsnīs vai skābekļa/elektroda -kublos/konvertos izmantotu termiski izturīgu Si-ķieģeļu oderējumu, SpaceShuttle izmantojot Si(silīcija)-7,5cm flīžu klājumu. Fiziskas mērvienībās, SpaceShuttle pielietoto 7,5cm flīžu termālās apsorbcijas kificents-Q=1. Minētais 7,5 cm Si-flīžu biezums ļauj saglabāt Al- spārna konstrukciju ar grafīta-oglekļa apšuvuma  t*=178*C konstrukcijas ierobežojumu ! Silīcija smilšu +līmes sacepums raksturojas ar  lielu termālo inerci. Trūkums, apļa ģeometrijas konstrukcijas oderējums atņem-15cm lietderīgās telpas , biezas ! Piemēram ,šada termālā ekranizācija nav pielietojama aviācijā vai kaujas raķetēs,lādiņos ! Aktuāla tematika lāzerieroču perspektīvam uznācienam kā arī hiperskaņas raķešieročiem.

                                                    SpaceShuttle-flīzes.

 Balistisko,stratēģiskās nozīmes raķešu kaujas kodolbloku termālā aizsardzības risinājumi ir vienkāršāki par ''SpaceShuttle'' atspolēs pielietotiem. Tiek veidoti no Silīcija-C oglekļa , Zi-cirkonija , Ha-hafnija kompozītstruktūras. Konstrukcija ir paredzēta 1x ļoti īsai projekcijai , aptuveni 200km  garai fināltakai , līdz-40s termālās slodzes solim.  Kompozītrisinājumam nodrošinot līdz 2000*C noturību bet kušanai notiekot 3500*C robežā. Tie raksturojas ar izgatavošanas tehnaloģisko specifiku, izmantojamo materjālu dārdzību un joprojām saglabā trūkumus. Tādi ir konstrukcijas apjoms, dārdzība un salīdzinoši zemā temperatūras noturība. Minētās materjālu temperatūras noturības robežas zinātne sasniedza pēc vairāk kā 50 gadu ilgstoša pētnieciskā darba.


                                                  

Nav komentāru:

Komentāra publicēšana