Актуальные проблемы проектирования, производства и испытания…
9
экспериментальных данных впервые одновременно использовались
программы решения нелинейных коэффициентных обратных задач эф-
фективной теплопроводности и радиационно-кондуктивного теплооб-
мена в одно- и многомерной постановке вместе с программами плани-
рования температурных измерений и анализа методических погрешно-
стей этих измерений, реализованные в пакете CAR [21−24].
Фундаментальное значение имеют выявленные закономерности
комбинированного (радиационно-кондуктивного) теплообмена в высо-
копористых теплоизоляционных материалах, представляющих собой
поглощающие, излучающие и сильно рассеивающие среды. В резуль-
тате удалось установить связь суммарной характеристики теплопере-
носа — эффективной теплопроводности с плотностью материалов
со скоростью и продолжительностью нагрева, а также обобщить данные
экспериментов, выполненных на различных установках и стендах с раз-
ными по форме образцами однотипных материалов.
Для МКА нового поколения перспективны многослойные ТЗП, со-
стоящие из слоев теплоизоляции и тонких экранов, блокирующих пере-
нос теплоты излучением. Одна из первых попыток создания подобных
композитных ТЗП была предпринята в период реализации проекта ев-
ропейского МКА Hermes. На кафедре СМ-13 разработаны инструменты
для оптимального выбора материалов, толщин отдельных слоев в мно-
гослойном ТЗП, состоящем из частично прозрачных и непрозрачных
материалов [25, 26].
За рубежом со второй половины 1990-х годов резко активизирова-
лись разработки многоместных суборбитальных МКА туристического
класса (МКА ТК) и соответствующей инфраструктуры. Известно уже
более 30 проектов таких МКА, авторство которых принадлежит частным
фирмам и энтузиастам из Аргентины, Германии, Канады, России, США.
От других МКА эти аппараты отличаются повышенными требованиями
безопасности и комфорта [27−29]. В этом вопросе лидирующие позиции
занимает фирма Scaled Composites (США), которая построила двухмест-
ный SpaceShipOne, преодолевший в нескольких полетах высоту 100 км,
и испытывает восьмиместный МКА ТК SpaceShipTwo. Конструкция
названных аппаратов практически целиком состоит из КМ.
В течение нескольких лет в МГТУ им. Н.Э. Баумана на кафедре
СМ‑13 в инициативном порядке разрабатываются проекты орбитальных
и суборбитальных крылатых МКА ТК семейства «Одуванчик» [30]
(рис. 6).
Расчеты показывают, что на крыло МКА ТК будут действовать зна-
чительные аэродинамические нагрузки, вызванные высокой скоростью
полета и большим углом атаки при входе в плотные слои атмо-
сферы [31]. При проектировании крыла желательно добиться мини-
