Автоматическая сварка, 2015, №04



2015 №04 (08)

2015 №04 (10)

---

Автоматическая сварка, № 3-4, 2015, с. 66-71
 

ПЛИТОЧНЫЕ ТЕПЛОЗАЩИТНЫЕ КОНСТРУКЦИИ МНОГОРАЗОВЫХ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ С РАЗЛИЧНЫМИ НАРУЖНЫМИ СИЛОВЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ

В.Г. Тихий¹, В.В. Гусев¹, А.М. Потапов¹, Е.И. Шевцов¹, И.А. Гусарова¹, Т.А. Манько², Ю.В. Фальченко³

¹ КБ «Южное» им. М.К. Янгеля. 49008, г. Днепропетровск, ул. Криворожская, 3. E-mail: info@Juzhnoye.com
² Днепропетровский нац. ун-т им. О.Гончара. 49050, г. Днепропетровск, просп. Ю. Гагарина, 72.
³ ИЭС им. Е.О. Патона НАН Украины. 03680, г. Киев-150, ул. Боженко, 11. E-mail: office@paton.kiev.ua
 
Реферат
Теплозащитные плиточные конструкции, изготовленные из жаростойких материалов, широко применяются для защиты корпусов космических аппаратов. В качестве высокотемпературных, жаростойких материалов для изготовления плиток теплозащитной конструкции могут использоваться углерод-углеродные композиционные материалы, жаростойкие металлические сплавы и конструкционная керамика. В представленной работе проведена расчетно-теоретическая оценка прочностных свойств комбинированных плиток теплозащитных конструкций возвращаемых космических аппаратов, имеющих металлический наружный силовой элемент и корпус из углерод-углеродного композиционного материала, а также плиток из углерод-углеродных и керамических материалов. Рассмотрены преимущества и недостатки каждой из исследуемых плиточных теплозащитных конструкций. На основе прочностных расчетов определены размеры силовых элементов для корпусов теплозащитных конструкций, удовлетворяющие требованиям прочности, устойчивости и стойкости к флаттеру, и масса каждой конструкции. Установлено, что самые лучшие массовые и прочностные характеристики имеют теплозащитные плитки с корпусом из углерод-углеродных композиционных материалов и плитки с наружной трехслойной сотовой панелью из сплава ЮИПМ-1200. Библиогр. 6, табл. 5, рис. 9.
 
Ключевые слова: возвращаемые космические корабли, теплозащитные плиточные конструкции, напряженно-деформированное состояние, углерод-углеродные композиционные материалы, жаростойкие металлические сплавы
 
Поступила в редакцию 05.02.2015
Подписано в печать 08.04.2015
 
1. Гофин М.Я. Жаростойкие и теплозащитные конструкции многоразовых аэрокосмических аппаратов. – М.: Мир, 2003. – 637 с.
2. Теплозащитные элементы для многоразовых аэрокосмических летательных аппаратов / В.В. Коледа, С.Г. Положай, А.М. Потапов и др. // Первая междунар. конф. «Передовые космические технологии на благо человечества» 18–20 апреля 2007 г. – Днепропетровск: КБ «Южное».
3. Третьяков Ю.Д. Керамика в прошлом, настоящем и будущем. – http://www.pereplet.ru.
4. Krenkel W. Ceramic Matrix Composites, ISBN 978-3-527-31361-7 – Wiley-VCH, Weinheim, 2008.
5. Testing of DLR C/C-SiC for HIFiRE 8 Scramjet Combustor 7th European Workshop on Thermal Protection Systems and Hot Structures 8–10 April 2013 ESA/ESTEC, Noordwijk, The Netherlands / David E. Glass, Diego P. Capriotti, T. Reimer et al.
6. Перспективная теплозащитная конструкция возвращаемых космических аппаратов с металлическим силовым элементом / В.Г. Тихий, В.В. Гусев, А.М. Потапов и др. // Сб. науч. тр. Нац. космического ун-та им. Н.Е. Жуковского «ХАИ» «Вопросы проектирования и производства летательных аппаратов». – Харьков: ХАИ, 2014. – с. 28–43.