8 / 13
Е.Р. Ашихмина, Т.Г. Агеева, П.В. Просунцов
8
Инженерный журнал: наука и инновации
# 12·2017
Рис. 7.
Зависимость температуры в характерных точках на
поверхности крыла от высоты полета (номер кривой соот-
ветствует номеру характерной точки на рис. 5)
Результаты моделирования свидетельствуют о том, что макси-
мальные значения температур возникают на кромке крыла (см. рис. 2,
секции
3
и
4
). Следует отметить, что в зоне контакта лонжеронов
с обшивкой крыла возникают значительные градиенты температур,
достигающие уровня 180 K/см. Это может привести к росту термиче-
ских напряжений и необходимости локального усиления конструкции.
Анализ показывает, что максимальная температура на поверхности
аппарата составляет 820 K, что существенно выше теплостойкости по-
лиамидного связующего, которая не превышает 623 K [15]. Таким об-
разом, необходимо применение специальной тепловой защиты крыла
МКА ТК.
Разработка теплозащитного покрытия крыла МКА ТК.
В ка-
честве перспективных материалов для тепловой защиты рассматрива-
ли углерод-керамические композиционные материалы с регулируемой
пористостью, напыляемые покрытия типа ВТЗ-1, а также материал
на основе фенольного связующего и стеклокристаллических микро-
сфер — сферопластик [16–18]. Сравнительный анализ показал, что из
рассматриваемых материалов наиболее подходящим для обеспечения
теплового режима аппарата является именно сферопластик. Наполни-
телем сферопластика выступают полые кварцевые шарики размером
до 100 мкм, заполненные азотом и углекислым газом. Температура
плавления такого наполнителя составляет 1500 °С [19].
При проведении исследований найдены оптимальные по массе
распределения теплозащитного покрытия по поверхности крыла, при
которых температура обшивки из ГПКМ не будет превышать задан-
ного значения. По технологическим соображениям рассматривали
варианты дискретного изменения постоянной по поверхности секции