Офіційний веб сайт

Теплометричні засоби контролю теплового навантаження на головний обтічник ракети-носія

м20

Представлено Інститутом технічної теплофізики НАН України.

Автор: Декуша О.Л., к.т.н., Ковтун С.І., к.т.н.

В роботі вирішено актуальне завдання з визначення теплового навантаження на космічну головну частину ракети-носія в рамках контролю її польотної надійності при виведенні на орбіту корисного вантажу шляхом вимірювання теплових потоків на зовнішній та внутрішній поверхнях корпусу головного обтічника з використанням первинних перетворювачів теплового потоку генераторного типу.

Авторами виконано комплекс аналітичних та експериментальних досліджень основних властивостей термоелектродних матеріалів і заливальних електроізоляційних компаундів та їх температурних залежностей, що дозволило провести прогнозування основних параметрів перетворювачів теплового потоку із заданими метрологічними та експлуатаційними характеристиками.

Обґрунтовано вибір конструкції та основних компонентів перетворювачів теплового потоку для роботи у широкому діапазоні температури зі стабільними у часі характеристиками. Методом математичного моделювання досліджено характер розподілу температури та теплового потоку в тілі перетворювача теплового потоку при варіації кількості перетинів по його висоті, між якими проводиться чисельне диференціювання за різних граничних умов, що імітують теплові процеси, включаючи динамічні. Одержано залежність відносної густини теплового потоку від критерію Фур’є для різних конструкцій перетворювачів. Доведено, що введення в конструкцію перетворювача додаткової корегуючої батареї термоелементів дозволяє на порядок зменшити час реакції перетворювача на вхідне теплове навантаження.

Результатом виконаної роботи є дві модифікації перетворювачів теплового потоку, які було використано в системі телеметрії ракет-носіїв типу «Дніпро» під час 18 пусків, що дозволило вперше в аерокосмічних дослідженнях отримати унікальну вимірювальну інформацію про ступінь надійності теплового захисту космічних апаратів при виведенні їх на орбіту.

Економічний ефект від впровадження результатів роботи полягає в забезпеченні достовірності даних про зміну величини теплового потоку в умовах польоту за рахунок використання атестованих теплометричних засобів, можливості оптимізувати вибір теплозахисту головної частини ракети космічного призначення, що відкриває шлях до збільшення маси корисного вантажу на десятки кілограмів.

Кількість публікацій: 85, в т.ч. за тематикою роботи 24 статті, (2 – в виданнях бази даних Scopus), 11 тез доповідей.