Методика испытаний по определению термического сопротивления образцов экранно-вакуумной изоляции

Секция

«МОДЕЛИРОВАНИЕ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ И ТЕПЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ В МАШИНАХ И АППАРАТАХ»

УДК 629.78

В. В. Басынин, Ф. В. Танасиенко Научный руководитель - А. А. Кишкин Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск

МЕТОДИКА ИСПЫТАНИЙ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ ТЕРМИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ОБРАЗЦОВ ЭКРАННО-ВАКУУМНОЙ ИЗОЛЯЦИИ

Представлено описание методики проведения испытаний по определению термического сопротивления образцов экранно-вакуумной изоляции (ЭВТИ).

Экранно-вакуумная теплоизоляция является одним из наиболее распространенных и надежных средств пассивного терморегулирования в системах обеспечения теплового режима КА. ЭВТИ представляет собой теплозащиту на основе многослойного экранирования внешней поверхности объекта. Слой ЭВТИ состоит из двух экранов между которыми находится прокладка (стекловуаль). Применение ЭВТИ обеспечивает возможность существенно снизить интенсивность теплообмена элементов конструкции и оборудования космического аппарата с окружающей средой, то есть уменьшить (по абсолютной величине) тепловые потоки, поступающие к элементам конструкции и оборудованию от Солнца, Земли и излучаемые наружной поверхностью аппарата в космическое пространство. Параметрами, определяющими эффективность ЭВТИ, является ее термическое сопротивление (ДЭвти).

Для определения ЯЭВТИ изготавливаются сборки теплоизоляции в виде квадратного мата. Все образцы

теплоизоляции имеют перфорацию экранов отверстиями диаметром 2 мм с шагом 10 мм для обезгажи-вания в вакуумной камере.

Испытательное оборудование приведено в таблице.

Монтажная схема испытаний показана на рис. 1.

Схема крепления образцов ЭВТИ и термометров сопротивления Т1, Т2 и Т3 показана на рис. 2.

Условия проведения испытаний должны соответствовать:

- Режим камеры по давлению (Р) - не выше, чем 5*10-5 мм рт. ст.

- Режим камеры по температуре криоэкрана (Т °С) - не ниже - 180 °С.

- Мощность электрообогревателя 1,0 ± 0,5 Вт.

Режим ведется до получения стационарного режима «полочки», когда изменение температуры по всем термопарам не должно превышать 1 °С в течение 60 минут.

Оборудование Индекс Назначение

Вакуумная камера - Имитация внешних воздействий

Термометр сопротивления Т1 Измерение температуры на поверхности нагревателя

Термометр сопротивления Т2 Измерение температуры на лицевой поверхности образца

Термометр сопротивления ТС3 Измерение температуры на задней поверхности образца

Вольтметр цифровой - Контроль напряжения

Вольтамперметр - Контроль тока

Рис. 1. 1 - образец ЭВТИ; 2 - камера; 3 - приспособление для вывешивания образца; 4 - термометр сопротивления

Секция «Моделирование физико-механических и тепловых процессов»

Рис. 2

Удельное термическое сопротивление образцов теплоизоляции определяется по формуле:

л =

2• Яю-(Г -Г2) ,

л2 =

2 • FЭо • (Г - Гз) ;

еэо '

лэвти = (л1 + Г2) / 2,

Г2 - удельное термическое сопротивление образцов; гЭВТИ - среднее удельное термическое сопротивление образца.

Полное термическое сопротивление образца определяется по формуле

Я

Я,

[К/Вт].

где ЯЭО - площадь пластины с электрообогревателем, м2; Т1, Т2 - температура наружного слоя образца ЭВТИ; °С; 0ЭО - мощность электрообогревателя, Вт;

© Басынин В. В., Танасиенко Ф. В., 2013

л

УДК 629.7.018.4

В. И. Болотский, В. А. Ицкович, А. С. Лазненко, Ю. С. Слепак Научный руководитель - В. К. Белов Сибирский научно-исследовательский институт авиации имени С. А. Чаплыгина, Новосибирск

РАЗРАБОТКА СТЕНДА ДЛЯ ТЕПЛОПРОЧНОСТНЫХ ИСПЫТАНИЙ ОСТЕКЛЕНИЯ ФОНАРЯ Т-50

Рассмотрены технические решения технологической схемы стенда, структура информационно-измерительной системы и автоматизированной системы управления термопрочностными испытаниями остекления фонарей.

Остекление фонарей сверхзвуковых самолётов является высоконапряжённым элементом конструкции. Как единое целое с обшивкой фюзеляжа, оно несёт аэродинамические нагрузки, нагрузки, создаваемые давлением в гермокабине, а также подвержено нестационарному тепловому воздействию.

Трудность расчёта возникающих деформаций и остаточных напряжений в конструкции выдвигает задачу экспериментального определения ресурса фо-

наря в стендовых условиях. Особенно данная задача актуальна для фонарей новых конструкций, для которых ещё нет достоверных математических моделей и методов оценки ресурса.

Созданный стенд РИФ-Т50 продолжает почти 40 летнюю историю испытания фонарей в СибНИА.

Испытание фонарей заключается в воспроизведении температур на поверхности остекления, создания избыточного давления и заданной температуры в гермокабине.