РУАЭСТ (RUAEST)
УПРАВЛЕНИЕ ТЕПЛОВЫМИ ПОТОКАМИ И ТЕМПЕРАТУРНЫМИ РЕЖИМАМИ В ГИПЕРЗВУКОВЫХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТАХ
Способность тепловых труб (ТТ) трансформировать тепловые потоки от высоких удельных значений к низким и транспортировать их на большие расстояния позволяет рассматривать ТТ в качестве элементов тепловой защиты конструкций гиперзвуковых летательных аппаратов (ГЛА). Применение жидкометаллических ТТ значительно расширяет область решаемых задач. С их помощью можно вернуть часть теплового потока в термодинамический цикл движителя ГЛА. При применении водорода в качестве топлива можно использовать часть отводимого теплового потока для испарения жидкого водорода и разогрева его до температуры, обеспечивающей оптимальное время индукции для его полноценного сгорания в двигателе. Однако при этом возникает необходимость обеспечения надежного запуска ТТ из замороженного состояния теплоносителя. Этой проблеме и посвящена данная работа. В ней представлены материалы экспериментального и теоретического исследования механизмов переноса тепла и массы в период старта, переходного и стационарного режимов жидкометаллической (натриевой) ТТ. Приведены также результаты решения обратной задачи нестационарной теплопроводности. Для этого были использованы экспериментально измеренные нестационарные температурные поля. Установлена последовательная смена режимов течения пара: свободно-молекулярного, переходного, течения со скольжением и течения как сплошной среды. Процессы запуска и переходы на повышенные уровни мощности моделировались в низкотемпературной ТТ. С помощью прибора Теплера и метода «световой нож» была проведена визуализация течения. Использование интерферометра Маха-Цендера позволило получить интерферограммы течения паров ацетона. Был обнаружен процесс гетерогенно-гомогенной объемной конденсации. Установлено, что жидкометаллические ТТ имеют удовлетворительную пусковую динамику при их старте из замороженного состояния теплоносителя и могут быть использованы для управления тепловыми потоками и температурными режимами в гиперзвуковых летательных аппаратах.