Повышение теплозащитных характеристик углерод-углеродных композитов методом нанесения покрытия низкотемпературным сверхзвуковым гетерогенным потоком


Авторы

Григоровский В. В.*, Зубко А. А.**, Никитин П. В.***, Сучкова П. И.

Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет), 125993, г. Москва, Волоколамское шоссе, д. 4

*e-mail: grislavapro@gmail.com
**e-mail: shkuratenko.anna@mail.ru
***e-mail: petrunecha@gmail.com

Аннотация

Статья посвящена разработке технологий создания термостойких теплозащитных материалов на базе углерод-углеродных композитных материалов (УУКМ), с уклоном на улучшение их ключевых характеристик. Акцентные параметры данного исследования – снижение каталитической активности и повышение излучательной способности. Углерод-углеродные композиты находят широкое применение в авиационно-космической технике, особенно в условиях высокоскоростного полета в плотных слоях атмосферы. Тем не менее, эти материалы имеют ряд ограничений, упомянутую ранее, высокую каталитическую активность и а так же низкую термостойкость. Предложенная в работе технология основывается на защите поверхности УУКМ от окисления. Процесс идет за счет формирования на их поверхности тонких термостойких слоев, обладающих сбалансированными каталитическими и излучательными свойствами.

Ключевые слова:

теплонапряженные конструкции, композиционные материалы, теплозащитные покрытия, углерод-углеродные и углерод-керамические композиционные материалы, гетерогенные потоки, каталитическая активность, химически активный пограничный слой

Список источников

  1. Никитин П.В. Тепловая защита. Учебник высшей школы. М.: МАИ, 2006. 510 с.
  2. Никитин П.В., Сотник Е.В. Катализ и излучение в системах тепловой защиты космических аппаратов. М.: изд. Янус-К, 2013. 325 с.
  3. Сорокин В.А., Копылов А.В., Тихомиров М.А. и др. Построение системы теплозащиты из углеродных композиционных материалов с покрытиями для теплонапряженных конструкций двигателей летательных аппаратов // Труды МАИ. 2015. № 84.
  4. Никитин П.В., Шкуратенко А.А. Влияние каталитически активной поверхности на интенсивность конвективного теплообмена // Труды МАИ. 2016. № 88.
  5. Никитин П.В. Гетерогенные потоки в инновационных технологиях. М.: изд. Янус-К, 2010. 243 с.
  6. Шкуратенко А.А. Особенности термогазодинамики и теплообмена при обтекании притупленного тела гиперзвуковым потоком // Сборник тезисов Всероссийской конференции молодых ученых-механиков (2017; Сочи).
  7. Никитин П.В., Дикун Ю.В., Фролов Ю.П. Способ получения покрытий. Патент RU 2082823. 17.06.1991.
  8. Резник С.В., Калинин Д.Ю., Денисов О.В. и др. Моделирование температурного состояния композиционных космических конструкций. Труды 2-ой Международной научной конференции «Ракетно-космическая техника: фундаментальные и прикладные проблемы». (2003; Москва).
  9. Зубко А.А., Кожемяко А.С., Никитин П.В. и др. Методы и средства оптимизации физико-химических свойств углерод-углеродных композционных материалов теплозащитного назначения // Тепловые процессы в технике. 2022. Т. 14. № 2. С. 67–73.
  10. Шкуратенко А.А. Состояние и прогноз разработок композиционных материалов на основе углеродистых и керамических композиций // ХХIV Туполевские чтения (школа молодых ученых), тезисы докладов участников Международной молодежной научной конференции, в 6 т. 2019.

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2018-2025