ДВА МЕХАНИЗМА АЭРОТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОГО РАЗРУШЕНИЯ ПРИ ГИПЕРЗВУКОВЫХ СКОРОСТЯХ ОБТЕКАНИЯ В ВОЗДУХЕ

Аннотация

Рассматриваются вопросы организации защиты Земли от столкновения с космическими объектами. Проанализирована эффективность различных способов дробления космических объектов с целью ослабить опасные последствия от их падения на Землю. В рамках проблемы решалась задача экспериментального исследования аэротермомеханического уноса на начальном участке разгона модели метеорита при гиперзвуковых скоростях в условиях интенсивного фонового излучения. На основании рентгеновских снимков и фотоснимков движения тела в атмосфере Земли при гиперзвуковых скоростях предложена качественная картина аэротермомеханического уноса и торможения стальных шариков и шариков, изготовленных из композитного сплава вольфрам-никель-железо. Показано, что характер процессов, наблюдаемых при полете стальных шариков и шариков из композитного сплава, различен. Во время полета под действием аэродинамического теплового потока (конвективного и излучения) происходит интенсивный нагрев лобовой поверхности объектов, начинается унос материала, обусловливающий изменение массы и обводов. При продвижении от полюсного участка лобовой поверхности по потоку происходит снижение уровня тепловых нагрузок и, соответственно, остывание пленки. Поэтому возрастает вязкость расплава, скорость течения пленки падает, и происходит формирование наплыва. Накапливающийся расплав периодически срывается с поверхности тела. По мере торможения тепловые потоки снижаются, унос прекращается, и в дальнейшем обводы объектов уже не меняются, а температура поверхности падает. У стальных шариков унос проходит из-за проплавления наружного слоя и сброса капель. У шариков из сплава вольфрам-никель-железо механизм уноса связан с разными температурами плавления компонентов и приводит к движению вольфрамовых частиц в направлении, нормальном к направлению полета тела.

Ключевые слова: аэротермомеханический унос, аэробаллистический эксперимент, рентгенографирование.