Актуальные проблемы проектирования, производства и испытания…
7
струкции в вакуумной камере, измерение распределения температуры
по длине и обработка экспериментальных данных с помощью прог-
раммы решения нелинейной обратной задачи теплопроводности [14].
Полученные температурные зависимости теплопроводности углепла-
стиков заметно точнее тех данных, которыми располагали проектанты
до начала исследований [14].
Спектральные оптические характеристики металлических сетепо-
лотен, такие как поглотительная
A
ν
, отражательная
R
ν
(ν — частота) и из-
лучательная ε способности, определялись на стандартных оптических
приборах, а интегральные характеристики, такие как
A
/ε, — по резуль-
татам тепловых испытаний представительных образцов в вакуумной
камере с имитацией солнечного нагрева. Температурная зависимость
удельной теплоемкости металлического сетеполотна определялась
на стандартных приборах. Реализация этих методик позволила повысить
точность тепловых расчетов [15, 16].
Многоразовые космические аппараты.
Придание космическим
транспортным системам разумной многоразовости использования —
одно из магистральных направлений развития ракетно-космической
техники. Создание первых многоразовых космических аппаратов (МКА)
Space Shuttle и «Буран», без всякого сомнения, — грандиозное научно-
техническое достижение. Однако при эксплуатации Space Shuttle не был
достигнут ожидаемый показатель экономической эффективности, кото-
рый на ранней стадии проектирования оценивался в 100 долл. за 1 кг
полезного груза на низкой околоземной орбите. Причинами этого стали
неполная загрузка, низкая частота запусков и большие затраты на меж-
полетное обслуживание (только на осмотр и восстановительный ремонт
плиточной тепловой защиты требовалось около 40 тыс. человеко-часов).
Среди технических проблем, определяющих экономическую эффектив-
ность и надежность МКА, на первом плане оказалась проблема функ-
ционально неразрушаемой тепловой защиты конструкции, имеющей
большую площадь (Space Shuttle — около 1000 м
2
) [17, 18].
По сравнению со спускаемыми аппаратами капсульных схем, типа
«Союза», траектория спуска МКА Space Shuttle и «Буран» достаточно
плавная, но за счет аэродинамического торможения отдельные участки
поверхности носового обтекателя и передней кромки крыла могут на-
греваться до 1900 К. Для многократного применения (до 100 полетов)
оболочки обтекателя и передних кромок крыла были изготовлены из
углерод-углеродных КМ, а большая часть поверхности покрыта плит-
ками из спеченных волокон кварцевого стекла с максимальной рабочей
температурой около 1500 K.
Низкая механическая прочность плиток из спеченных волокон квар-
цевого стекла стала причиной поиска и отработки альтернативных ва-
