Тема: Управлять теплом. Только тогда гиперзвук покорится человеку

Агентство перспективных оборонных разработок DARPA инициировало программу разработки перспективных материалов и архитектур для достижения гиперзвуковых скоростей (Materials, Architectures, and Characterization for Hypersonics (MACH). Как известно, гиперзвуковые скорости начинаются с более пяти скоростей звука, или Махов (более 5М).

DARPA ищет решения в области теплотехники и конструкций, разработки передовых вычислительных материалов, проектирования архитектуры материалов, изготовления и тестирования (включая изготовление чистых высокотемпературных металлов, керамики и их композитов), перспективных конструкций и теплозащиты гиперзвуковых летательных аппаратов (ГЛА). Агентство уточнило, что не хочет исследований "эволюционного улучшения существующих технологий", а ждет прорывных решений.

Программа MACH будет включать две технические области. Первая область направлена на разработку и освоение полностью интегрированной пассивной системы теплового управления для охлаждения передних кромок ГЛА "на основе масштабирования нагрева". Вторая техническая область будет сосредоточена на исследованиях гиперзвуковых материалов следующего поколения, применения современных возможностей высокоточных вычислений для разработки новых пассивных и активных концепций теплового управления, покрытий и материалов для охлаждения наиболее нагреваемых поверхностей ГЛА.

Менеджер бюро DARPA по оборонным наукам (DSO) Билл Картер заявил, что "в течение десятилетий люди изучали охлаждение горячих краев гиперзвуковых аппаратов, но не смогли продемонстрировать практические навыки в полетах этих аппаратов. Ключом решения проблемы является разработка масштабируемых материальных архитектур, которые позволяют ГЛА распределять и отбрасывать нагрев. В последние годы мы видели достижения в области теплотехники и производства, которые дают возможность проектировать и изготавливать очень сложные архитектуры жаропрочных материалов, которые не были возможны в прошлом. В случае дальнейшего развития технологий мы могли бы увидеть прорыв в смягчении аэротермических эффектов на передних кромках ГЛА, который повысит гиперзвуковые характеристики материалов и аппаратов", добавил он.

22 января 2019 года DSO созвал однодневное совещание претендентов для консультирования потенциальных претендентов по целям программы МАСН.

Таким образом, прорыв в борьбе с гиперзвуковым нагревом видится в создании новых материалов и их архитектур, освоении "распределения  и отбрасывания нагрева" и создания математически выверенных геометрий ГЛА.

И после всего вышеперечисленного кто-то верит, что в РФ эти проблемы решены? Естественно, в мультяшках они давно решены.

Л.Н.
24 декабря 2018

Поделиться

2

Re: Управлять теплом. Только тогда гиперзвук покорится человеку

тяжелая штука перевод:-)

net shape fabrication of high temperature metals, ceramics, and their composites

включая изготовление чистых высокотемпературных металлов, керамики и их композитов

Net shape fabrication - это иной смысл технологии производства, не связанный с чистотой материала. Это производство изделия окончательной(заданной) формы без дальнейшей обработки. Короче никак:-))
Например литье под давлением, один из видов net shape fabrication....

Поделиться

3

Re: Управлять теплом. Только тогда гиперзвук покорится человеку

zubek пишет:

тяжелая штука перевод:-)

net shape fabrication of high temperature metals, ceramics, and their composites

включая изготовление чистых высокотемпературных металлов, керамики и их композитов

Net shape fabrication - это иной смысл технологии производства, не связанный с чистотой материала. Это производство изделия окончательной(заданной) формы без дальнейшей обработки. Короче никак:-))
Например литье под давлением, один из видов net shape fabrication....

прекрасно

обогащаем ))

Поделиться

4

Re: Управлять теплом. Только тогда гиперзвук покорится человеку

источник
https://www.janes.com/article/85391/dar … c-vehicles

я, конечно, в тот же день читал этот материал на Jane's, но он какой-то очень мудрёный для "любителя )) "Любителя бьют!" ))))

надеюсь, правильно расставил акценты

вообще-то внутри жаропрочного материала или сплава нужно делать капилляры для циркуляции эффективного и недорогого хладоагента с температурой 273 градусов ниже Цельсия )

"снять нагрев", конечно, будет задача сложнейшая

или возможно создание архитектуры материала, который будет выдерживать чудовищный нагрев?

до скольких градусов материал нагревается при атмосферном гиперзвуке?

Поделиться

5

Re: Управлять теплом. Только тогда гиперзвук покорится человеку

Леонид пишет:

источник
https://www.janes.com/article/85391/dar … c-vehicles

я, конечно, в тот же день читал этот материал на Jane's, но он какой-то очень мудрёный для "любителя )) "Любителя бьют!" ))))

надеюсь, правильно расставил акценты

вообще-то внутри жаропрочного материала или сплава нужно делать капилляры для циркуляции эффективного и недорогого хладоагента с температурой 273 градусов ниже Цельсия )

"снять нагрев", конечно, будет задача сложнейшая

или возможно создание архитектуры материала, который будет выдерживать чудовищный нагрев?

до скольких градусов материал нагревается при атмосферном гиперзвуке?

Акценты правильно расставлены....в принципе:-)
Соль как бы, первое направление - это эффективный пассивный тепловоотвод с кромок за счет особо точной(scalable лучше так применить) формы изделия, причем само изделие должно изготавливаться по технологии net shape, а вот второе направление - это добавка активного, т.е. РЕГУЛИРУЕМОГО теплоотвода, но тут кроме применения самых современных сверхвысокоточных вычислительных возможностей методика не уточняется...типа новая концепция и все:-)

тот еще материальчик для техпера:-))
Очень наукоемкая статья и кмк несколько подрезанная в упрощение авторами из Jane's:-))

Поделиться

6

Re: Управлять теплом. Только тогда гиперзвук покорится человеку

да, да, теплоотвод

забыл существование такого понятия ))

Поделиться

7

Re: Управлять теплом. Только тогда гиперзвук покорится человеку

Немного уточню, если вдруг надо:-)
Почему упор на технологию net shape - если толщина изделия небольшая, и особенно структура материала такова, что его поверхностные физические свойства отличаются от свойств в его глубине, то дальнейшая обработка по изменению формы влияет в определенной мере на нужные свойства.
Поэтому сразу в дамки:-))
С учетом, что жаропрочные материалы как правило еще и высокой твердости и тут деликатно не поработаешь по изменению формы:-))

Поделиться

8

Re: Управлять теплом. Только тогда гиперзвук покорится человеку

- Температура кинетического нагрева атакующих кромок:
5М - 1029°C;  6М - 1506°C;  7М - 2071°C; 8М - 2722°C; 9М - 3460°C.
В принципе, подходящие материалы есть, нужно только решить вопрос с теплоизоляцией и отводом тепла на время полёта (как правило, не слишком продолжительного)...
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D1 … 0%BB%D1%8B
Название________Ниобий____Молибден____Тантал___Вольфрам____Рений
t°C плавления_____2477°C_____2623°C_____3017°C____3422°C____3186°C
https://hi-news.ru/technology/uchenye-s … zemli.html

Отредактировано Вуду (25.12.2018 00:51:54)

"Я не червонец, чтобы всем нравиться."   В.В. Маяковский
Хоббиhttp://www.sentido.ru/senteam.php?id_user=20

Поделиться

9

Re: Управлять теплом. Только тогда гиперзвук покорится человеку

zubek пишет:

С учетом, что жаропрочные материалы как правило еще и высокой твердости и тут деликатно не поработаешь по изменению формы:-))

- Прецизионные отливки научились делать давным давно...

"Я не червонец, чтобы всем нравиться."   В.В. Маяковский
Хоббиhttp://www.sentido.ru/senteam.php?id_user=20

Поделиться

10

Re: Управлять теплом. Только тогда гиперзвук покорится человеку

Вуду пишет:
zubek пишет:

С учетом, что жаропрочные материалы как правило еще и высокой твердости и тут деликатно не поработаешь по изменению формы:-))

- Прецизионные отливки научились делать давным давно...

Да, прецезионное литье тоже прекрасный пример технологии net shape про которую говорится в статье.
Но в ней, кроме жаропрочных металлических сплавов, еще и керамика упоминается и композиты.
Да и каким впрочем образом, давняя давность применения прецезионного литья влияет на утрированое пояснение сути технологии net shape, она(давность) его(пояснение) дискредитирует?:-)

Отредактировано zubek (25.12.2018 02:19:53)

Поделиться

11

Re: Управлять теплом. Только тогда гиперзвук покорится человеку

Вуду пишет:

- Температура кинетического нагрева атакующих кромок:
5М - 1029°C;  6М - 1506°C;  7М - 2071°C; 8М - 2722°C; 9М - 3460°C.
В принципе, подходящие материалы есть, нужно только решить вопрос с теплоизоляцией и отводом тепла на время полёта (как правило, не слишком продолжительного)...
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D1 … 0%BB%D1%8B
Название________Ниобий____Молибден____Тантал___Вольфрам____Рений
t°C плавления_____2477°C_____2623°C_____3017°C____3422°C____3186°C
https://hi-news.ru/technology/uchenye-s … zemli.html

огласите при какой плотности атмосферы.. по простому на какой высоте данный нагрев... да материалы есть но представить танталовые ракеты (которые должны управлятся)  в раскаленном виде .. это тяжко

Отредактировано mmm (25.12.2018 17:29:14)

Поделиться