Актуальные проблемы проектирования, производства и испытания…
11
и размеров конструкции, а также эффективная тепловая защита полез-
ной нагрузки и бортовых систем от интенсивного аэродинамического
нагрева. В отличие от МКА первого поколения у гиперзвуковых лета-
тельных аппаратов (ГЛА), судя по опубликованным данным, передние
кромки крыльев, оперения и воздухозаборника будут острыми и иметь
радиус кривизны порядка 1…10 мм. Такой малый радиус кривизны
способствует снижению сопротивления и повышению аэродинамиче-
ских характеристик ГЛА. Вместе с тем уменьшение радиуса кривизны
кромок приводит к локальному возрастанию тепловых нагрузок при-
мерно на порядок по сравнению с МКА типа «Space Shuttle» и темпе-
ратура на острых кромках может достигать 3000 ºС.
Разнообразные варианты компоновки теплонагруженных кон-
струкций ГЛА можно разбить на две группы: с активным охлаждением
и «горячие» с применением термостойких и теплоизоляционных КМ.
Каждая группа имеет свои достоинства и недостатки. Например,
острая кромка из высокотемпературной керамики нуждается в эффек-
тивном теплоотводе к менее нагретым участкам конструкции с одно-
временным блокированием радиационного переноса во внутренних
полостях с помощью радиационных экранов и теплоизоляторов
(рис. 7) [34]. Использование системы активного охлаждения влечет
размещение на ГЛА емкостей для хранения и подачи хладагента и те-
плообменных аппаратов.
В США, Франции, Китае и Японии исследуется возможность при-
менения в теплонагруженных элементах ГЛА новых керамоматричных
КМ, сохраняющих работоспособность до температуры 3 000 ºС в окис-
лительной и эрозионной средах. Наибольший интерес вызывают КМ
Рис. 7.
Конструкция кромки крыла ГЛА:
1
— передняя кромка крыла из высокотемпературной керамики;
2
— теплона-
груженные элементы крыла;
3
— металлические элементы подветренной части
крыла;
4
— металлические конструкционные элементы;
5
— теплоизоляция и ра-
диационные экраны;
6
— углерод-углеродный КМ
