Лабораторные исследования характеристик теплопереноса материалов тепловой защиты многоразовых космических аппаратов

Представлены постановки и алгоритмы решения обратных задач радиационно-кондуктивного теплообмена для определения теплофизических и оптических характеристик материалов. Приведены примеры использования алгоритмов, рассмотрены результаты их применения для определения характеристик теплозащитных материалов.

Для студентов, обучающихся по направлениям подготовки специалистов «Проектирование, производство и эксплуатация ракет и ракетно-космических комплексов», бакалавров «Ракетные комплексы и космонавтика», магистров «Ракетные комплексы и космонавтика».

Список литературы

1. Резник С.В., Просунцов П.В. Математическое моделирова-ние комбинированного теплообмена в пористых материалах те-пловой защиты многоразовых космических аппаратов. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2015. 86 с.
2. Резник С.В., Просунцов П.В. Определение характеристик те-плопереноса материалов тепловой защиты многоразовых косми-ческих аппаратов по результатам тепловых испытаний. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2015. 90 с
3. ГОСТ 8.140–82. Государственный первичный эталон и го-сударственная поверочная схема для средств измерений тепло-проводности твердых тел от 0,1 до 5 Вт/(м ∙ К) в диапазоне тем-ператур 90–500 К и от 5 до 20 Вт/(м ∙ К) в диапазоне температур 300–1100 К. М.: Изд-во стандартов, 1982. 4 с
4. Standard Test Method for Steady-State Heat Flux Measurements and Thermal Transmission Properties by Means of the Guarded-Hot-Plate Apparatus. URL: http://www.astm.org/Standards/C177.htm
5. Thermal insulation — Determination of Steady-State Thermal Resistance and Related Properties — Guarded Hot Plate Apparatus. URL: http://www.iso.org/iso/iso_catalogue/catalogue_tc/catalogue_detail.htm?csnumber = 15422
6. Бек Дж., Блакуэлл Б., Сент-Клэр Ч. мл. Некорректные об-ратные задачи теплопроводности. М.: Мир, 1989. 310 с.
7. Материалы и покрытия в экстремальных условиях. Взгляд в будущее: в 3 т. Т. 1: Прогнозирование и анализ экстремальных воздействий / Ю.В. Полежаев, С.В. Резник, А.Н. Баранов [и др.]; под ред. С.В. Резника. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002. 224 с.
8. Материалы и покрытия в экстремальных условиях. Взгляд в будущее: в 3 т. Т. 3: Экспериментальные исследования / Ю.В. По-лежаев, С.В. Резник, А.Н. Баранов [и др.]; под ред. С.В. Резника. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002. 264 с
9. Основы идентификации и проектирования тепловых про-цессов и систем / О.М. Алифанов, П.Н. Вабишевич, В.В. Михай-лов [и др.]. М.: Логос, 2001. 400 с.
10. Литовский Е.Я., Пучкелевич Н.А. Теплофизические свой-ства огнеупоров: справочник. М.: Металлургия, 1982. 152 с.
11. Осипова В.А. Экспериментальное исследование процессов теплообмена. М.: Энеpгия, 1982. 152 с.
12. Петров В.А., Марченко Н.В. Перенос энергии в частично прозрачных твердых материалах. М.: Наука, 1985. 190 с
13. Платунов Е.С. Теплофизические измерения в монотонном режиме. Л.: Энергия, 1973. 143 с.
14. Алифанов О.М., Артюхин Е.А., Румянцев С.В. Экстремаль-ные методы решения некорректных задач. М.: Наука, 1988. 288 с
15. Исимару А. Распространение и рассеяние волн в случайно неоднородных средах. Т. 1. М.: Мир, 1981. 280 с
16. «Буран». URL: http://www.buran.ru
17. Петров В.А. Модель диффузии излучения для радиацион-но-кондуктивного теплопереноса в высокотемпературных полу-прозрачных рассеивающих теплоизоляционных материалах. М.: Изд-во МГТУ МИРЭА, 2012. 140 с
18. Моисеев С.С., Петров В.А., Степанов С.В. Метод определе-ния эффективного коэффициента поглощения и коэффициента диффузии излучения в сильно рассеивающих материалах. Экспе-римент // Теплофизика высоких температур. 1991. Т. 29, вып. 3. С. 461–467
19. Берковский М.А., Петров В.А., Степанов С.В. Прохожде-ние светового пучка через цилиндрический слой слабопоглоща-ющей сильно рассеивающей среды с произвольным характером отражения на границах // Материалы VII Всесоюз. конф. по тепло массообмену «Тепломассообмен — VII». Минск, 1984. Т. 2. С. 30–34.
20. Тютюнник В.Е. Установка для измерения теплопроводности стекол и стеклообразующих расплавов в интервале 470–1600 К // Производство и исследование стекла и силикатных материалов. Вып. 6. Ярославль: Верхне-Волжское кн. изд-во, 1978. С. 122–129. Гос. науч.-исслед. ин-т стекла: Гусевский филиал
21. Тютюнник В.Е., Сергеев О.А., Резник С.В. и др. Исследова-ние теплопроводности кварцевой волокнистой теплоизоляции в области 400–1500 К // Производство и исследование стекла и си-ликатных материалов. Вып. 10. Ярославль: Верхне-Волжское кн. изд-во, 1990. С. 128–133. НПО «Хрусталь», Всесоюз. науч.-исслед. ин-т сортового и тарного стекла «ВНИИ Хрусталь».
22. Просунцов П.В., Резник С.В., Тютюнник В.Е. Проблемы теплопереноса в частично прозрачных рассеивающих материа-лах. II. Экспериментальная установка и результаты исследования теплопроводности абсолютным стационарным методом // Сиб. физ.-техн. журнал. 1992. Вып. 4. С. 27–33.
23. Исследование теплофизических свойств высокотемпера-турных материалов и разработка нагревательного устройства с газоразрядными источниками высокоинтенсивного излучения: Отчет по научно-исследовательской работе. Т. 1. М., 1987. 55 с. НИИ проблем машиностроения.
24. Просунцов П.В., Зуев А.В., Лощинин Ю.В. Измерение тепло-физических и оптических свойств частично прозрачных материа-лов импульсным методом // Все материалы. Энциклопедический справочник. 2012. № 12. С. 31–35.
25. Зуев А.В., Просунцов П.В. Модель структуры волокнистых теплоизоляционных материалов для анализа процессов комби-нированного теплопереноса // Инженерно-физический журнал. 2014. Т. 87, № 6. С. 1319–1329.
26. Зуев А.В., Просунцов П.В., Майорова И.А. Расчетно-экспе-риментальное исследование процессов теплопереноса в высоко-пористых волокнистых теплоизоляционных материалах // Тепло-вые процессы в технике. 2014. Т. 6, № 9. С. 409–419