Орленок

Naib>> Да хоть фанеры кусок. В данном случае материал скорее похож на пенопласт. Лёгкий, но достаточно жёсткий. По технологии изготовления - это скорее всего углеродное волокно, пропитанное ФФС. Из этого "теста" в форме набивается "плитка" и запекается при невысокой температуре для отверждения.
Дем> PICA расшифровывается как Phenolic-Impregnated Carbon Ablator. Думаю переводить не надо.

Надо.
Специально для тебя перевожу ещё раз: "это скорее всего углеродное волокно, пропитанное ФФС."

В.с.с.О.>> А особая форма позволила иметь дело с относительно невысокими температурами.
Полл> Температура торможения потока зависит почти исключительно от числа М потока.

Ерунда. Только температура полного торможения - величина в сущности абстрактная.

Полл> У нас - стеклоткань. И у нас предпочитают делать цельные изделия, то есть весь лобовой тепловой щит "Союза" - одна "плитка", коли уж вам так это слово нравится.

Цельные изделия требуют, во-первых, автоклавов соотв. размеров. Для маленького "Союза" это еще не так сложно, а когда диаметр больше, больше и больше - это уже начинает становиться проблемой. С небольшими плитками в этом смысле технологически проще. Опять же, любой брак - это только один фрагмент заменить, а не весь щит переделывать.

В.с.с.О.> Некапсульные аппараты, вроде Шаттла, безо всяких абляционных покрытий имеют меньше 1200 градусов на брюхе.
В.с.с.О.> Что показывает, как некапсульная форма помогает возвращаемому аппарату.

Она "помогает" совершенно в другом смысле.

Naib>> У них на тестовом прожоге на 1850 градусов пламя после образца лишь чуток фиолетовое и несветящее. Натрия нет, золообразующих компонентов нет.

Ну натрия там быть и не должно - нафиг он нужен? Обычно углерод-азот-водород, ну как в любой органике, местами (у некоторых) может кремний-алюминий да кальций или бор, на выбор. Прочее - очень опционально, как может какие-то присадки.



Полл> у нас коксующийся слой считается обязательным для абляционки, а он без золообразующих не возможен.
Полл> Может, янки нащупали что-то интересное, как с смесевым твердым топливом.

Оно не "считается обязательным", а "само получается" при типичных режимах для практически любых армированных абляционных материалов. Органический наполнитель разлагается в глубине, продукты разложения летят наружу сквозь еще не разрушившийся каркас основы, и на нём откладываются в виде кокса (или, если угодно - с его участием формирует слой кокса). Ну с самой основой тоже могут какие-то процессы происходить, там чорт ногу сломит, а также хвост и рог. Но в целом слой кокса у всех возникает.

В.с.с.О.>> Некапсульные аппараты, вроде Шаттла, безо всяких абляционных покрытий имеют меньше 1200 градусов на брюхе.
В.с.с.О.>> Что показывает, как некапсульная форма помогает возвращаемому аппарату.
Xan> Это элементарно, Ватсон.
Xan> Температура в ударной волне зависит только от скорости. Как тебе уже сказали.

Мужики, ну вы блин даёте.
Конечно же, не только. Температура за скачком сильнейшим образом зависит от того, прямой скачок или косой, и какой угол - еще как зависит.
Только от скорости зависит только температура полного торможения - величина в сущности абстрактная.

(температура в ударной волне - штука еще сложнее и похлеще "Фауста" Гёте , но к счастью это в общем редко рассматривается)


Xan> Толщина слоя газа у поверхности пропорциональна размерам корабля. А чем больше толщина, тем меньше поток тепла.

Не. Ну... как бы местами что-то похожее, но местами и не совсем. Что-то несколько похожее имеет место для затупленных тел. Там да, и размер играет (почему, например, у Боров было всё сложнее на кромках, чем у Бурана и шаттлов). Но для сложных форм с аэрод. кач., где скачки все почитай косые - уже немножко не так. Толщина погранслоя конечно завсегда влияет, но с ним всё сложнее чем просто размерам пропорционально.

Xan> Чёрная поверхность корабля будет излучать притекающее тепло, а ударная волна весьма прозрачна — далеко не чёрное тело, будет его пропускать.
Xan> И в результате для большого корабля равновесная температура получается ниже, чем для маленького, с бОльшей нагрузкой на крыло.

Равновесная температура для условий схода с орбиты Земли пока ни у одного аппарата не реализована Уж очень он большим должен быть!

Теплоперенос излучением для орбитальных скоростей при разумных на сегодня габаритах (и нагрузке на площадь) почти пренебрежимо (причём в обе стороны - и на приток, и на отток), и даже в случае шаттла не превышает 10% общего теплопотока.

Xan>> Температура в ударной волне зависит только от скорости. Как тебе уже сказали.
Fakir> прямой скачок или косой, и какой угол - еще как зависит.

Ну... да. От перпендикулярной компоненты скорости зависит.
Для прикидок на пальцах можно про это и забыть.

Fakir> Равновесная температура для условий схода с орбиты Земли пока ни у одного аппарата не реализована Уж очень он большим должен быть!

Верхний слой плитки шаттла весит меньше 0.3 грамма/см2 = 3 кг/м2.
Теплоёмкость кварца 840, на 3 кг получится 2500.
При температуре 1250 градусов мощность излучения 300000 (N = 5.74*10^-8 * T⁴).
Скорость остывания слоя будет 300000 / 2500 = 120 градусов в секунду.
То есть, постоянная времени (только за счёт излучения) всего секунд 15.
А ещё теплопроводность есть.

Так что я тебе не верю!!!

Xan>>> Температура в ударной волне зависит только от скорости. Как тебе уже сказали.
Fakir>> прямой скачок или косой, и какой угол - еще как зависит.
Xan> Ну... да. От перпендикулярной компоненты скорости зависит.

В совсем грубом приближении.

Xan> Для прикидок на пальцах можно про это и забыть.

Нельзя. Не, по порядку величины-то что-то сопоставимое получится. В порядок. Ну в полтора на крайняк. Но для данных задач 10-30 раз туда-сюда - уже никак не мелочь и норма жизни, это не астрофизика

Xan> При температуре 1250 градусов мощность излучения 300000 (N = 5.74*10^-8 * T⁴).

Ну да, плитка идеально чернотельная, непористая, а мощности теплоподвода (включая лучистый) и вовсе никакой нет

Xan> Скорость остывания слоя будет 300000 / 2500 = 120 градусов в секунду.
Xan> То есть, постоянная времени (только за счёт излучения) всего секунд 15.
Xan> А ещё теплопроводность есть.
Xan> Так что я тебе не верю!!!

А если немного напрячься? Равновесная температура - это когда все части системы описываются одним и тем же значением температуры. А у шаттла всю дорогу непрерывный теплоток вглубь конструкции, она продолжает прогреваться, и температура силовой конструкции планера (дюралевой) достигает максимума - сюрприз, сюрприз! - в тот момент, когда птичка уже на полосе. И потому приходилось подгонять специальную машину для продувки и охлаждения, чтобы прочность не потеряла и не поплыла неупруго.

(то, что и граничные условия - и температура, и потоки - на поверхности плитки не константа, и непрерывно меняются)

Fakir> Ну да, плитка идеально чернотельная, непористая,

Я считал, что ты цифры знаешь. И про черноту, и про пористость.

Fakir> А если немного напрячься? Равновесная температура - это когда

Это когда она достигла максимуму и собралась снижаться.
Вот в этот момент она будет равновесная.

Fakir> непрерывный теплоток вглубь конструкции

Я думал, ты способен его оценить.
И сравнить с 300000 ватт/м2.

Ну, я спать пошёл.

Fakir>> Ну да, плитка идеально чернотельная, непористая,
Xan> Я считал, что ты цифры знаешь. И про черноту, и про пористость.

Да были где-то. Только не хватало еще и в эти дебри лезть.

Fakir>> А если немного напрячься? Равновесная температура - это когда
Xan> Это когда она достигла максимуму и собралась снижаться.
Xan> Вот в этот момент она будет равновесная.

Э? И где тут равновесность???
Термин "равновесная температура", конечно, и так достаточно размыт, но ты уж совсем ринулся, выдумывать, э-э, весьма экзотические определения.
Иногда говоря о равновесной радиационной температуре поверхности, таком достаточно абстрактном понятии, ну, по аналогии с равновесной температурой планет - что, ЕСЛИ БЫ всё подводимое тепло отводилось только чернотельным излучением (при некотором коэффициенте серости). Ну, очень абстрактное понятие для грубого ориентира - тут и предположение о единственном стоке тепла, и о том, что есть достаточно времени, чтобы равновесие установилось.

Чтобы такая температура реализовалась на практике - нужна или идеальная теплоизоляция между поверхностью и собственно телом, или же чтобы всё тело равномерно прогрелось, теплоотвод в его массу с поверхности больше не осуществлялся, не портил картины, и всё свелось к излучению с поверхности.
Ессно, первое технически нереально, а второе тоже в сущности нереально, хотя и на несколько иной манер. Ну разве что с напрягом представимо для КА очень малой массы, очень большой площади, в итоге малых удельных теплопотоках и долгом-долгом торможении в атмосфере, при которых равновесная температура поверхности очень низкая, и успеет остановиться. Что-то вроде листа кровельного железа, который тормозится с орбиты

Fakir>> непрерывный теплоток вглубь конструкции
Xan> Я думал, ты способен его оценить.

Я в уме ТАКИЕ задачки по теплопроводности, увы, решать не умею Там в одной собственно плитке вместе теплоперенос теплопроводностью с переносом излучением по этим порам, застрелиться.

Порядок у него сравним с излучательным теплопотоком (отдачи), чаще больше. Как-то так.

Xan> И сравнить с 300000 ватт/м2.

У шаттла на большей части траекторий раза в три меньше.