Подготовка, а затем запуск искусственных спутников Земли и необходимость возвращения их на Землю требовали развития теории процесса абляции при входе возвращаемых космических аппаратов в плотные слои земной атмосферы. Теоретические исследования в этой области начались со второй половины 50-х гг. Обзор ранних исследований можно найти в статье М. Адамса L254J. Учитывая небольшие скорости входа искусственных спутпи- ков, главное внимание в этих работах было уделено процессу плавления теплозащитных покрытий. Первая попытка рассмотреть аналитически с единой точки зрения процессы плавления и испарення принадлежит Л. Робертсу, опубликовавшему в 1959 г. три работы на эту тему [453—455]. Однако решение Л. Роберт- са страдает рядом недостатков, на которые указал в 1961 г. Г. А. Тирский [223—225]. В частности, в этом решении дано неверное условие кипения жидкой пленки, некорректно определяется температура испаряющейся поверхности, теплофизические свойства вещества тела считаются постоянными. В тех же трех работах [223—225] Г. А. Тирский дал вполне строгое, хотя и довольно сложное решение задач о плавлении поверхности, обтекаемой сверхзвуковым потоком горячего диссоциированного газа, сублимации такой поверхности и об одновременном протекании плавления и испарения. В отлнчие от работ, упоминавшихся в § 13, Г. А. Тирский решает полную систему уравнений гидродинамики и термодинамики, отдельно для газа (слоя паров), жидкой пленки и твердого тела. Однако это решение применимо лишь для реяшма непрерывного потока и не учитывает излучение ударной волны. 144 ГЛ. III. АБЛЯЦИЯ МЕТЕОРОИДОВ Недостатком решения Г. А. Тирского является то, что практически ни одна из искомых функций и ни один из неизвестных параметров не находятся в конечном виде, а получаются в результате совместного решения нескольких трансцендентных уравпеиий. Поэтому расчеты по ним требуют применения ЭВМ. Ниже мы опишем более приближенное решение, основанное на рассмотрении гидродинамики расплавленной пленки в рамках теории пограничного слоя [1511. Рассмотрим сначала случай «чистого» плавления. Если поверхность ме- теороида или часть ее нагреется до температуры плавления Т% или выше, то образуется пленка расплава, которая под действием трения вязкого газа в пограничном слое начинает вовлекаться в движение. Довольно быстро режим оплавления становится стационарным, т. е. фронт плавления в окрестности критической точки перемещается с постоянной скоростью. При отсутствии вращения и дробления лобовая часть тела метео- роида сохраняет в этом случае свою форму*).
Ви переглядаєте статтю (реферат): «Теоретические исследования абляции крупных тел» з дисципліни «Фізика метеоритних явищ»
