Методические вопросы проектирования гиперзвуковых летательных аппаратов …
5
сти поверхности, равная 40 мкм, а для расчета усиления интенсивно-
сти теплообмена, обусловленного шероховатостью, – величина по-
следней, равная 10 мкм).
Расчет скорости окисления углерода компонентами газовой сме-
си на поверхности материала проводился в кинетической постановке.
При этом предполагалось, что в реакции окисления углерода участ-
вуют только чисто кислородные соединения. Скорость окисления уг-
лерода рассчитывалась по формуле
2
10
C
Ox
O,
O ,
O
20650
1,15 10 exp
.
w
w
w
w
M G
C C
M
T
Здесь
Ox
G
– массовая скорость окисления, кг/(м
2
·с);
w
– плотность
газовой смеси на «стенке», кг/м
3
;
C O
,
M M
– молярные массы атомар-
ных углерода и кислорода, кг/кмоль;
2
O,
O ,
,
w w
C C
– массовые концен-
трации атомарного и молекулярного кислорода на «стенке»;
w
T
–
температура «стенки», K.
Эта формула базируется на высказанном в работе [2] предполо-
жении о том, что в окислительных газовых потоках скорость окисле-
ния углерода пропорциональна концентрациям только чисто кисло-
родных веществ на «стенке» независимо от химического состава этих
потоков.
При исследовании обгара УМ при больших значениях давлений
торможения набегающего газового потока необходимо учитывать
механический унос массы углерода, в данной работе он проводился с
использованием формулы
,min
мех
e
мех
,min
,min
0,
,
exp
1 1 ,
.
e
e
e
e
e
p p
G
p
a
p p
p
Здесь
мех
G
– скорость механического уноса массы углерода, кг/м
2
·с;
,min
,
e e
p p
– давление на внешней границе пограничного слоя и его
минимальная величина, начиная с которой учитывается механиче-
ский унос массы углерода, Па;
мех
a
– коэффициент пропорциональ-
ности, кг/м
2
·с.
Значение коэффициента пропорциональности
мех
a
определяется
на базе сопоставления расчетно-теоретических и экспериментальных
