Моделирование термоэмиссионной тепловой защиты при конвективном нагреве составной оболочки

Ефимов, Константин Николаевич; Колычев, Алексей Васильевич; Керножицкий, Владимир Андреевич; Овчинников, Вячеслав Александрович; Якимов, Анатолий Степанович; Зимин, Вячеслав Прокопьевич

Моделирование термоэмиссионной тепловой защиты при конвективном нагреве составной оболочки

Ефимов, Константин Николаевич, Колычев, Алексей Васильевич, Керножицкий, Владимир Андреевич, Овчинников, Вячеслав Александрович, Якимов, Анатолий Степанович, Зимин, Вячеслав Прокопьевич

Дата публикации: 2019

Дата публикации в реестре: 2020-03-03T18:21:41Z

Аннотация:

В настоящее время разрабатываются высокоскоростные летательные аппараты, способные маневрировать в плотных слоях атмосферы. К ним относятся спускаемые аппараты перспективных космических кораблей многоразового применения и возвращаемые ступени ракет-носителей. Эти высокоскоростные летательные аппараты испытывают большие динамические и тепловые нагрузки, что может привести к разрушению и изменению их аэродинамических характеристик. Следовательно, очень важно обеспечить тепловую защиту их структурных элементов. Перспективным вариантом решения этой проблемы является использование термоэмиссионной технологии — электронного охлаждения в результате тепловой эмиссии электронов с поверхности эмиттера. Данная технология позволяет преобразовывать тепловую энергию, полученную от конвективного нагрева, непосредственно в электрическую. Для решения этой научно-технической задачи с высокой точностью необходимо развить математическое и физическое моделирование работы таких систем с учетом сложной природы взаимодействия высокоэнтальпийных потоков с теплозащитным материалом, когда сами элементы конструкции высокоскоростного летательного аппарата в большой мере участвуют в процессе их охлаждения. Применение этого подхода позволит моделировать системы термоэлектронной тепловой защиты высокоскоростных летательных аппаратов в условиях, которые соответствуют реальным нагрузкам

Ключевые слова:
термоэмиссия, тепловая защита, моделирование, теплообмен, термоэмиссионные преобразователи, эмиттеры, коллекторы, охладители

Тип: статьи в журналах

Источник: Космическая техника и технологии. 2019. № 1. С. 23-34