Описание
Институт имеет большой опыт изучения процессов прогрева и абляции теплозащитных материалов (ТЗМ) в высокотемпературных плазменных потоках в широком диапазоне изменения теплосиловых нагрузок.ОПИСАНИЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ
Созданы методики исследований, оборудование и экспериментальные стенды для испытаний материалов с применением плазмотронов, генерирующих потоки газа с параметрами, моделирующими натурные условия космических полетов. Экспериментальные стенды открытой архитектуры позволяют оснащать эксперимент различными устройствами исходя из поставленных задач. Испытания включают экспериментальную и расчетную диагностику (газодинамическую, оптическую) плазменных потоков, диагностику их взаимодействия с материалами различных классов, анализ результатов и обоснование рекомендаций по улучшению свойств ТЗМ.
ПЛАЗМОТРОН «ЭДПГ» с насадком и вставкой для испытания образцов ТЗМ на воздействие касательных напряжений.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ СТЕНД НА БАЗЕ КОАКСИАЛЬНОГО ЭЛЕКТРОДУГОВОГО НАГРЕВАТЕЛЯ ГАЗА создан для испытаний теплозащиты материалов или сопловых вкладышей при температурах 3000 – 4000 К, сверхзвуковых скоростях истечения рабочего тела и высоких значениях давления торможения газового потока.
Технические характеристики нагревателя газа коаксиальной схемы:
- электрическая мощность 500 - 700 кВт
- расход рабочего газа (воздух) до 0,12 кг/с
- энтальпия газового потока 3,5 – 5,5 МДж/кг
- Давление в разрядной камере – до 60 атм. при испытании втулок; до 25 атм. – при испытании цилиндров диаметром до 20 мм.
СТЕНД ЛУЧ-2
Основным элементом стенда Луч-2 является комбинированный электродуговой нагреватель газа линейной схемы – плазмотрон ЭДПГ-1,2 с газодинамической и магнитной стабилизацией дугового разряда. Процесс абляции ТЗМ на стенде Луч-2 фиксируется видеокамерой и регистратором сигналов с записью данных на компьютере.
Технические характеристики стенда Луч-2:
- электрическая мощность 1000 – 1500 кВт
- расход рабочего газа (воздух) до 120 х 10-3 кг/с
- давление газа в разрядной камере до 30 х 105 Н/м2
- тепловой поток до 4 кВт/см2
- давление торможения до 8 атм.
- скорость потока М ≈ 3,5–4
- скорость подачи образца в процессе испытаний 4 х 10-3 м/с
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ СТЕНД НА БАЗЕ ЛИНЕЙНОГО ПЛАЗМОТРОНА ЭДПГ с газодинамической стабилизацией дугового разряда мощностью до 500 кВт, оборудованный системой подачи дисперсной фазы (Al2O3, SiO2 и др. частиц) в плазменный поток, позволяет проводить испытания ТЗМ в гетерогенных потоках при тепловой нагрузке до 107 Вт/м2. На стенде проведены исследования работоспособности образцов облицовочной плитки для космического комплекса «Буран-Энергия» и других ТЗМ в дозвуковых плазменных потоках при энтальпии торможения до 25 МДж/кг.
СТЕНД НА БАЗЕ ЛИНЕЙНОГО ПЛАЗМОТРОНА С ТОРЦЕВЫМ ЭЛЕКТРОДОМ создан для экспериментальной отработки внутренней тепловой защиты конструкционных элементов энергетических устройств. Стенд обеспечивает тепловую нагрузку на исследуемый материал (образцы в виде полых цилиндров) токонесущей плазмой дугового разряда. Тепловая нагрузка на стенку канала определяется давлением в электродуговой камере. Тепловой поток изменяется регулировкой диаметра канала.
СТЕНД РАДИАЦИОННОГО НАГРЕВА для определения теплопроводности ТЗМ позволяет получить сфокусированный пучок лучистой энергии плотностью до 0,6 кВт, диаметром 12 мм и нагревать исследуемый ТЗМ до 1500 – 2500 оС. В качестве источника излучения используется дуговая ксеноновая лампа типа ДКсТ 10000. Потребляемая мощность источника – около 20 кВт. Методика определения теплопроводности основана на решении двумерной обратной коэффициентной задачи теплопроводности с использованием термограмм.
СТАТУС ПРАВ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ
Оборудование и методики относятся к уникальным, созданным в единичных экземплярах для получения данных о свойствах исследуемых объектов.
ПРЕДЛОЖЕНИЯ О СОТРУДНИЧЕСТВЕ
Проведение испытаний на договорной основе. Научно-техническое сопровождение работ.