КОМПЛЕКС НЕОБХОДИМЫХ ИСПЫТАНИЙ ТЕПЛОЗАЩИТНОГО МАТЕРИАЛА ДЛЯ СПУСКАЕМОГО АППАРАТА МЕЖПЛАНЕТНОЙ СТАНЦИИ

© А.Ф.Клишин, А.М.Никитин
© Государственный музей истории космонавтики им. К.Э. Циолковского, г. Калуга
Секция "К.Э. Циолковский и научное прогнозирование"
2016 г.

Известные системы тепловой защиты (СТЗ) спускаемых в атмосфере планет аппаратов основаны на применении теплозащитных материалов (ТЗМ) композиционного типа. Постепенно (послойно) разрушаясь и поглощая при этом тепло ТЗМ обеспечивает заданный тепловой режим конструкции спускаемого аппарата (СА) и его оборудования. Композиционные ТЗМ, являясь пассивными средствами защиты, отличаются рядом свойств: составом компонентов, структурой материалов, удельной плотностью, пористостью температурным диапазоном применения, характерным механизмом разрушения, технологией приготовления состава, способом его нанесения на изделие и т.д.

Основными характеристиками любого нового ТЗМ являются его теплозащитные и теплофизические свойства в широком диапазоне теплосиловых воздействий. За последние годы произошло заметное увеличение числа требований, предъявляемых к ТЗМ СА, в частности появились такие:

– стойкость ТЗМ к продолжительным (более года) воздействиям факторов космического пространства на СА (вакуума, радиации, переменных температур, метеорно-техногенных тел и т.д.);

– стойкость ТЗМ к кратковременным теплосиловым воздействиям (на этапе входа СА в атмосферу планеты) с учетом возможных дополнительных действий двухфазных потоков, касательных напряжений и др. факторов;

– по возможности минимальный унос ТЗМ в заданном диапазоне теплосиловых нагрузок по траектории (для сохранения формы обводов СА).

Для учета и выполнения этих многочисленных требований, по существу, необходимо создавать и отрабатывать ТЗМ нового типа, т.е. материал многофункционального назначения. Следовательно, эти новые материалы должны принципиально отличаться от традиционно известных ТЗМ: улучшенными теплозащитными свойствами, повышенной стойкостью к названным воздействиям и возможностью планомерно изменять отдельные свойства ТЗМ до нужных значений. Кроме того, для достижения таких результатов требуется оснастить институты, в которых создаются ТЗМ, комплексом испытательного оборудования и воспроизводства на нем названных видов и уровней воздействия. Приводятся данные о подобных видах исследования на специальных установках для определения названных характеристик ТЗМ.