[image]

Спуск с орбиты и теплозащита КА

траектории спуска, влияние АК, абляционная теплозащита, плитка и всё-всё-всё
 
1 14 15 16 17 18 19 20
PT MIKLE #26.02.2009 16:34  @Владимир Малюх#08.02.2009 09:16
+
-
edit
 

MIKLE

старожил

MIKLE>> пенопласт и высокопористая керамика суть разные... это даже на ощупь заметно...
В.М.> Механически - мало отличается от плотного пенопласта, мнется буквально так же.

керамика иди просто нечто из области теплоизоляции???
   
RU Владимир Малюх #28.02.2009 09:39  @MIKLE#26.02.2009 16:34
+
+1
-
edit
 
В.М.>> Механически - мало отличается от плотного пенопласта, мнется буквально так же.
MIKLE> керамика иди просто нечто из области теплоизоляции???

Собственно белая "бурановская" плитка. У нее есть, конечно, твердая стекловидная "корочка", но очень тонкая, 0.3 мм - и она поминается ногтем на раз.
   7.07.0
PT MIKLE #28.02.2009 16:23  @Владимир Малюх#28.02.2009 09:39
+
-
edit
 

MIKLE

старожил

В.М.> Собственно белая "бурановская" плитка. У нее есть, конечно, твердая стекловидная "корочка", но очень тонкая, 0.3 мм - и она поминается ногтем на раз.

то есть там не плитка а кусок минеральной ваты с покрытием?
   
RU Владимир Малюх #28.02.2009 19:20  @MIKLE#28.02.2009 16:23
+
+1
-
edit
 
MIKLE> то есть там не плитка а кусок минеральной ваты с покрытием?

Грубо говоря - да :) Только "вата" довольно специфическая.
   7.07.0
PT MIKLE #28.02.2009 19:25  @Владимир Малюх#28.02.2009 19:20
+
-
edit
 

MIKLE

старожил

MIKLE>> то есть там не плитка а кусок минеральной ваты с покрытием?
В.М.> Грубо говоря - да :) Только "вата" довольно специфическая.

странно сие....
   

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
MIKLE> то есть там не плитка а кусок минеральной ваты с покрытием?

Ну почему минеральной ваты - всё-таки оно относительно плотное всё, по механическим свойствам больше на пенопласт похоже, не такое "мягкое", как минвата.

Глянь всё же тот фильм дискаверивский :)

Там кадров по плитке в сумме, может, на две-три минуты от силы, но ощущение процесса производства даёт.
   2.0.0.82.0.0.8

MIKLE

старожил

MIKLE>> то есть там не плитка а кусок минеральной ваты с покрытием?
Fakir> Ну почему минеральной ваты - всё-таки оно относительно плотное всё, по механическим свойствам больше на пенопласт похоже, не такое "мягкое", как минвата.


ты кому про минваты расказываеш, а? то что "пенопласт"-это полужёсткие плиты со связующим... а минвата на 1000+ гпадусов-как вата. один в один.
   

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆

Биологи организовали горячий спуск камней с орбиты

Проверено в экспериментах. Если чужие бактерии и не смогут пережить вход несущих их метеоритов в атмосферу, то уж набор сложной органики космические гости вполне способны доставить на Землю. Так всё-таки жизнь зародилась благодаря «пришельцам» из космоса? В свете свежих исследований европейских и американских специалистов давняя гипотеза панспермии поворачивается новыми гранями.

// www.membrana.ru
 

Франсис и её команда провели на российском биоспутнике "Фотон-М3" (Foton M3) эксперимент Stone-6. Точнее, этот опыт проходил в тот момент, когда спускаемый аппарат "Фотона" уже возвращался на Землю. В тепловой щит капсулы учёные встроили несколько образцов земной породы, в которых были заключены различные "следы" жизни, а также бактерии Chroococcidiopsis.

Днище аппарата, вонзившегося в атмосферу на скорости 7,6 километра в секунду, разогрелось до температуры 1700 °C. Это позволило в некоторой степени воспроизвести ситуацию, когда метеориты, гипотетически способные нести живой груз, входят в воздушную оболочку Земли.

...

Все образцы насчитывали 2 сантиметра в толщину. Первый из них состоял из 3,5-миллиардолетней осадочной породы, взятой в австралийском местечке Пилбара (Pilbara). В этом материале содержались микроскопические углеродистые окаменелости. Второй — озёрные осадочные породы с Оркнейских островов, содержащие химические следы древних организмов. Третий кусочек представлял собой просто базальт — в качестве контрольного материала. Он был потерян в ходе спуска.

Первый экземпляр земной породы покрылся полмиллиметровой спёкшейся корочкой, но под ней остались нетронутыми окаменелости. Второй образец потерял треть массы, но сохранил в себе биомолекулы, рапортуют экспериментаторы.

А вот микроорганизмы Chroococcidiopsis, которыми учёные "засеяли" и первый и второй тестовые образцы породы, не пережили огненной купели. Правда, биологи нашли оставшиеся от бактерий микроскопические "угольки".

"Эксперимент Stone-6 свидетельствуют о том, что если марсианские осадочные метеориты несли следы прошлой жизни, эти следы безопасно достигнут Земли, — прокомментировала результат опыта Франсис. — Однако эти результаты выглядят более проблематичными, если применить их к панспермии. По крайней мере, два сантиметра скалы не являются достаточными для защиты организма в течение спуска".
 



Эксперимент, конечно, смотрится эффектно, впечатляет - но если немного вдуматься, то результаты малосодержательны, и, по-хорошему, к вопросу о "марсианских метеоритах" и возможности переноса ими жизни или её следов - отношение имеют весьма отдалённое :)


Сами "лётные образцы":
   2.0.0.82.0.0.8
+
-
edit
 

Mathieus

втянувшийся

Fakir> Эксперимент, конечно, смотрится эффектно, впечатляет - но если немного вдуматься, то результаты малосодержательны

Есть и более жизненные случаи. После крушения Колумбии удалось найти фрагменты одного из биологических экспериментов, а в них - выжившие бактерии Microbispora sp.
   5.015.01
+
-
edit
 

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
Так эти результаты к марсианским метеоритам еще на два порядка меньшее отношение имеют :)
   2.0.0.82.0.0.8

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
Любопытно, что сам фон Карман (!) еще в 1953-м считал задачу торможения только атмосферой принципиально нерешаемой (!!!) - только с использованием ракетного торможения (подчеркну, речь именно о полноценном торможении, а не о малом тормозном импульсе, чтобы "задеть и зарыться" в атмосферу).
 
   2.0.0.82.0.0.8
+
+1
-
edit
 

MIKLE

старожил

Fakir> Любопытно, что сам фон Карман (!) еще в 1953-м считал задачу торможения только атмосферой принципиально нерешаемой (!!!) - только с использованием ракетного торможения (подчеркну, речь именно о полноценном торможении, а не о малом тормозном импульсе, чтобы "задеть и зарыться" в атмосферу).

непонятно из каких посылок он исходил. ведь навесная теплоизоляция не несущая силовой нагрузки-то же в своём роде ноухау, и в начале 50-х это было неочевидно...

керамика как конструкционный материал тогда в машиностроении практически не использовалась-только асбест в сцеплении... при этом полторы-две тыши в метаругичкских печах никого не удивляли

так что всё это сильно похоже на описаный у лея казус: лётчикам вдалбливали невозможность преодоления звукового барьера, а рядом зенитки вели стрельбу 3М снарядами..
   

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
ИВТАН, 2006:
впервые экспериментально продемонстрировано МГД преобразование кинетической энергии высокоскоростного воздушного потока в электрическую энергию в условиях, близких к условиям реального полета в верхней атмосфере и на этой основе сформулирована новая концепция (МГД парашют) оптимизации траектории снижения спускаемых аппаратов с целью существенного снижения интегральных и пиковых динамических и тепловых нагрузок на элементы спускаемого аппарата (Руководитель д.ф.-м.н. Битюрин В.А.).
 


Звучит небезынтересно, подробностей пока не нашёл.
   2.0.0.82.0.0.8

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
Любопытные материалы по американскому проекту 60х - пилотируемый КК по схеме "несущего тела", конфигурация, близкая к безкрылому варианту "Клипера" (мир праху идеи его).


Распределение тепловой нагрузки:
Прикреплённые файлы:
 
   2.0.0.82.0.0.8

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
Особенно интересно, что насавцы считали вполне возможным для такой конфигурации обойтись абляционкой.
Прикреплённые файлы:
 
   2.0.0.82.0.0.8

MIKLE

старожил

Fakir> Особенно интересно, что насавцы считали вполне возможным для такой конфигурации обойтись абляционкой.

да в чём вопрос? в забрасываемой массе?
   

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
Во многом. В суммарной массе, в сохранении необходимой формы, и пр.
Есть некая граница аэродинамического качества, за к-й абляция будет уже не только неприемлимо тяжёлой, но и вовсе непригодной (аэродинамическая форма из-за обгорания испортится => привет). Для хорошо крылатых аппаратов с достаточно острыми кромками, например - ну никак, только неразрущающаяся (радиационная) любого типа.
А вот такие несущие тела с качеством 0,8-1,2 где-то - как лишний раз показывает данный проект, еще могут обходиться сравнительно простым, надёжным и дешёвым способом.
При заметном снижении перегрузок.

То есть проект этот не полное док-во, конечно - экспериментальная проверка агрегата в сборе не последовала (а там по механике абл. материала могли бы возникнуть некоторые вопросы, по отслаиванию и преждевременному уносу, всё-тки конфигурация обтекания не очень типичная для) - но тем не менее... Наводит на мысль.
Что подобного вот типа агрегат - оптимум для пилотирумых многоразовых КК должен бы быть, в ближайшее время.

И очень-очень жаль, что вместо подобного шажка вперёд, мир в очередной раз получит две банальные капсулы :(
А то и вовсе одну...
   2.0.0.82.0.0.8

MIKLE

старожил

Fakir> Во многом. В суммарной массе, в сохранении необходимой формы, и пр.


хм... мне почемуто казалось что после освоения нормальной теплостойкой радиозащиты вопрос какбе и нестоит? нет?
или абляция заметно проще/легче помимо того что дешевше? исходя простио из килограммов/литров с фиксированой орбиты?
   

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
Накопалось немного подробностей об идее МГД-парашюта.

Из интервью Фортова:

Используемые сегодня технологии теплозащиты определяют в значительной степени стоимость спускаемого аппарата и ограничивают диапазон траекторий спуска. С другой стороны, наличие бортовой магнитной системы (что, конечно, требует решения весьма серьезных технических проблем, по крайней мере, при современном уровне технологии создания мощных магнитов) , которая может обеспечить умеренные по земным меркам магнитные поля порядка 1 Тл.

Это позволяет решить проблему снижения тепловых нагрузок двумя путями. Первый путь основан на хорошо известной с 60-х годов идее «отдаления» головной ударной волны от тела объемной силой, возникающей за счет МГД взаимодействия в области между ударной волной и телом. Как показывают теоретические оценки и результаты модельных наземных экспериментов (в которых, к сожалению, очень трудно создать условия, близкие к условиям реального полета) на этом пути можно добиться двух- или даже трехкратного снижения пиковой плотности теплового потока.

Другой подход основан на идее ускоренного торможения аппарата в верхних слоях атмосферы, где тепловая нагрузка даже при максимальной скорости полета еще достаточно невысока из-за низкой плотности воздуха с тем, что при прохождении наиболее «опасных» высот 35-45 км скорость аппарата была бы достаточно низкой (не более 4 км/сек).

Грубо говоря, МГД взаимодействия увеличивают «кажущийся» поперечный размер аппарата и вовлекают в торможение большую массу воздуха, что и предопределяет интенсификацию торможения в полной аналогии с парашютной системой. По этой причине концепция получила название МГД-парашют. МГД-парашют может обеспечить снижение пиковых и интегральных нагрузок по порядку величины.

Отметим, что практически в этой же конфигурации магнитной системы возникает реальная возможность получения существенной электрической мощности на борту за счет МГД преобразования кинетической энергии потока в электроэнергию. Этот процесс был неоднократно продемонстрирован в экспериментах в ЦАГИ на уникальной гиперзвуковой трубе с МГД-ускорителем.
 


- то есть по сути вторая половина концепции (то, что болдом выделено) - аналогично старой идее "зонтика", а первая половина - подавляет теплоперенос к собственно поверхности, возможно, вдвое.


журнал "Механика жидкости и газа"

В.А. Битюрин, А.Н. Бочаров. Магнитогидродинамическое взаимодействие при обтекании затупленного тела гиперзвуковым воздушным потоком// Изв. РАН. МЖГ. 2006. № 5. С. 188-203.


Рассмотрено гиперзвуковое МГД обтекание воздухом затупленного тела в присутствии внешнего магнитного поля. МГД воздействие на течение заключается в значительном увеличении отхода ударной волны от поверхности тела и в значительном снижении теплового потока в стенку (до 50%). Показано, что даже при наличии сильного эффекта Холла интенсивность МГД взаимодействия в плазме за ударной волной остается на высоком уровне, сравнимом с идеальным случаем отсутствия эффекта Холла.
 
   2.0.0.82.0.0.8

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
Тренировки частников - надёжды Обамы.
Правда, материалы используют не свои, а НАСА-вские. Хотя вроде бы и как-то доработанные (в чём суть доработки - не уточняется).

Test placement of the flight PICA-X tiles on the first flight Dragon heat shield carrier structure. During reentry the lightweight tiles withstand temperatures as high as 2000 degrees Celsius (3620 degrees F).
Credit: SpaceX / Roger Gilbertson.
 




Углерод-композитная основа, на которую крепится абляционная защита:


Судя по раскрою плиток, они рассчитывают на управляемый спуск :)
http://www.spacex.com/00Graphics/Images/Dec07 Web Update/19.jpg [not image]


...а, ну точно:
http://www.spacex.com/00Graphics/Images/Dec07 Web Update/17.jpg [not image]
   2.0.0.82.0.0.8
Это сообщение редактировалось 10.05.2010 в 18:23

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
Старая фотка из Гэтленда:

Некоторые теплозащитные плитки шаттла имеют электрическую связь с бортовыми чувствительными элементами, которые измеряют температуру и давление во время полета. На рисунке показана подготовка места приклеивания плитки с датчиком на поверхности корабля «Колумбия».
 

   2.0.0.82.0.0.8

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
Весьма любопытный японский экспериментальный девайс.

JAXA | Orbital Re-entry Experiment (OREX)

The Orbital Re-entry Experiment (OREX) flight experiment is part of the research for the H-II Orbiting Plane (HOPE). Its purposes are to contribute to HOPE development by accumulating experience in designing and producing a re-entry vehicle and acquiring re-entry data which is difficult to acquire in ground experiments. The OREX vehicle was launched and inserted into orbit by H-II rocket in February 1994. It was then re-enter the atmosphere after one revolution. The vehicle was collected experimental data during re-entry, transmitted after re-entry, and splashed down in the Central Pacific Ocean. // www.jaxa.jp
 

The OREX vehicle was launched and inserted into orbit by H-II rocket in February 1994. It was then re-enter the atmosphere after one revolution. The vehicle was collected experimental data during re-entry, transmitted after re-entry, and splashed down in the Central Pacific Ocean.

The OREX vehicle has a blunt-cone shape. The front of the vehicle, which is subjected to aerodynamic heating du-ring re-entry,is constructed of carbon/carbon material and ceramic tiles. These heat-resistant and thermal protective materials are planned to be used in HOPE.

Main Characteristics
Nose radius 1.35m
Diameter 3.40m
Height 1.46m
Weight Approx. 865kg at launch, Approx. 761kg at re-entry
 


Интересен в первую очередь тем, что при баллистическом спуске с орбиты имел, судя по описанию, полностью многоразовую защиту.
Очевидно, в первую очередь за счёт малой нагрузки на площадь + формы.

Качественных фото пока, к сожалению, не нашёл.



   2.0.0.82.0.0.8

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
Недавно Вадим Лукашевич писал о современном состоянии работ по металлической теплозащите:

перед отъездом я был на совещании по вопросам металлической ТЗП в ВИАМе, встречался с ведущими спецами, в т.ч. и приглашенным на встречу из НИИ "Графит".

Что же касательно металлической теплозащиты, то совещание было посвящено как раз ее недостаточной прочности. Проблема в том, что она хорошо работает на плоских поверхностях (на уровне опытных образцов), но все проблемы начинаются на кривых и сложных поверхностях - на сегодняшний день не удается обеспечить (технологией крепления) требуемую прочность для сохранения аэродинамических обводов.
 
   2.0.0.82.0.0.8

Vale

Сальсолёт
★☆
Кто здесь?

В смысле, без знания деталей, ни фига не понятно.
   
AD Реклама Google — средство выживания форумов :)
+
-
edit
 

Wyvern-2

координатор
★★★★★
Fakir> Весьма любопытный японский экспериментальный девайс.

...constructed of carbon/carbon material and ceramic tiles...
 


Странный выбор :eek: УУКМ - хорошо работают в восстановительной, инертной среде и вакууме - в воздухе они попросту горят при Т выше 600-7000С. Но ведь есть известный и очень похожий и по технологии и по свойствам материал - углеродные волокна в карбидкремниевой матрице Они абсолютно стойкие к кислороду, из них металлурги изложницы делают для кислородного дутья Чуть (3-5%) менее прочные, чем УУКМ.
   3.6.33.6.3
1 14 15 16 17 18 19 20

в начало страницы | новое
 
Поиск
Настройки
Твиттер сайта
Статистика
Рейтинг@Mail.ru