В настоящее время углеродные материалы широко используются в качестве абляционной тепловой защиты для высокотемпературных элементов конструкции изделий авиационной и ракетно-космической техники. Прогнозирование изменений формы внешних поверхностей указанных элементов, обусловленных обгаром тепловой защиты, неотделимо от использования расчетно-теоретических методик, описывающих физико-химические и механические процессы, сопутствующие рассматриваемому явлению. При этом обязательным является апробация таких методик на результатах экспериментальных исследований, проведенных в условиях, реализуемых в процессе отработки тепловой защиты в струях аэродинамических установок. К числу основных механизмов абляции углеродных материалов относится их эрозия (механический унос массы) в высоконапорных газовых потоках. В процессе экспериментальной отработки необходимо проводить исследование на крупномасштабных моделях, что обусловило широкое использование для моделирования процесса эрозии тепловой защиты недо-расширенных струй продуктов сгорания жидкостного ракетного двигателя. Расчетно-теоретическая модель абляции тепловой защиты в таких струях требует учета сложного химического состава газовой смеси, натекающей на модель; физико-химического взаимодействия этого газа с тепловой защитой, вызывающего ее газификацию; использования математических моделей, описывающих процесс эрозии материала за счет силового воздействия на модель со стороны высоконапорной газовой струи. Сформирована расчетно-теоретическая модель абляции для углеродного материала, пригодная для установления характеристик эрозии материала на базе решения комплексной задачи об обтекании, нагреве, прогреве и уносе массы тепловой защиты.
展开▼
