Высокотемпературные поглощающие покрытия для наземных тепловых испытаний элементов конструкций высокоскоростных летательных аппаратов на стендах радиационного нагрева

Нанесение на внешнюю поверхность испытуемого объекта покрытий с высокой поглощательной способностью является важной операцией методики воспроизведения тепловых режимов в процессе наземных испытаний элементов конструкций летательных аппаратов на стендах радиационного нагрева. При наземных тепловых испытаниях элементов летательных аппаратов широко применяют высокотемпературное покрытие на основе оксида хрома (Cr₂O₃). Однако низкая поглощательная способность этого покрытия в спектре излучения нитей накала кварцевых галогенных ламп существенно ограничивает возможности наземного испытательного оборудования по воспроизведению заданных для высокоскоростных летательных аппаратов тепловых режимов. Исследованы высокотемпературные покрытия для применения при наземных тепловых и теплопрочностных испытаниях на существующих испытательных стендах с предельной температурой нагрева до 1600 °С. Установлено, что наиболее эффективным является покрытие из порошка MoSi₂, скорость нагрева которого в 2 раза выше, чем по у покрытия Cr₂O₃ в диапазоне температур до 800 °С. Покрытие из порошка MoSi₂ подтвердило работоспособность до температуры 1700 °С. Указанное покрытие можно рекомендовать (после отработки технологии нанесения на поверхность испытуемого объекта) для использования в действующих испытательных установках на основе кварцевых галогенных ламп при экспериментальной отработке и наземных испытаниях элементов конструкций высокоскоростных летательных аппаратов.

EDN: ERCJDA

Литература

[1] Баранов А.Н., Белозеров Л.Г., Ильин Ю.С. и др. Статические испытания на прочность сверхзвуковых самолетов. Москва, Машиностроение, 1974. 344 с.

[2] Полежаев Ю.В., Резник С.В., ред. Материалы и покрытия в экстремальных условиях. Т. 3. Экспериментальные исследования. Москва, Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002. 264 с.

[3] Абрамович Б.Г., Гольдштейн В.Л. Интенсификация теплообмена излучением с помощью покрытий. Москва, Энергия, 1977. 256 с.

[4] Падерин Л.Я., Просунцов П.В., Резник С.В. и др. Экспериментальное исследование теплопереноса в пористых полупрозрачных теплозащитных материалах. ИФЖ, 2005, т. 78, № 1, с. 60–66.

[5] Елисеев В.Н., Товстоног В.А. Теплообмен и тепловые испытания материалов и конструкций аэрокосмической техники при радиационном нагреве. Москва, Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2014. 396 с.

[6] Спэрроу Э.М., Сесс Р.Д. Теплообмен излучением. Ленинград, Энергия, 1971. 294 с.

[7] Райлян В.С., Фокин В.И., Алексеев Д.В. Покрытия для моделирования температурных полей при наземной отработке элементов ЛА. Авиационная промышленность, 2009, № 3, с. 8–11.

[8] Райлян В.С. Способ задания тепловых режимов керамических обтекателей ракет. Патент РФ 2451971. Заявл. 08.12.2010, опубл. 27.05.2012.

[9] Резник С.В., Анучин С.А., Просунцов П.В. и др. К учету методической погрешности измерения температуры контактными датчиками при теплофизических исследованиях. Новые огнеупоры, 2009, № 3, с. 29–33.

[10] Шейндлин А.Е., ред. Излучательные свойства твердых материалов. Москва, Энергия, 1974. 472 с.

[11] Резник С.В., Забежайлов М.О., Анучин С.А. и др. Высокоэффективное поглощающее покрытие для теплофизических исследований на установках радиационного нагрева. Инженерный журнал: наука и инновации, 2012, № 9, doi: http://dx.doi.org/10.18698/2308-6033-2012-9-377

[12] Самсонов Г.В., ред. Физико-химические свойства окислов. Москва, Металлургия, 1978. 471 с.

[13] Самсонов Г.В. Нитриды. Киев, Наукова думка, 1969. 380 с.

[14] Самсонов Г.В., Серебрякова Т.И., Неронов В.А. Бориды. Москва, Атомиздат, 1975. 375 с.

[15] Самсонов Г.В., Дворина Л.А., Рудь Б.М. Силициды. Москва, Металлургия, 1979. 271 с.

[16] Самсонов Г.В., Косолапова Т.Я., Гнесин Н.Н. и др. Карбиды и сплавы на их основе. Киев, Наукова думка, 1976. 265 с.