Юный техник 1999-11, страница 15

та!) приходится ставить другое, более плотное и тяжелое покрытие, наподобие графита. Но термостойкость и этого покрытия ограничена температурой 1650 градусов. С помощью уравнений аэродинамики и теплообмена можно показать, что чем острее нос гиперзвукового самолета и кромки его крыльев, тем сильнее они нагреваются. Поэтому и «Спейс-Шаттл», и «Буран» приходится делать очень тупоносыми, а кромки крыльев — закругленными, как у тихоходных самолетов 30-х годов.

Но ведь такие самолеты очень плохие «летуны»: специалисты говорят, что у них низкое аэродинамическое качество. Так как космический самолет сходит с орбиты уже с пустыми топливными баками, то его спуск в атмосфере проходит, как у обыкновенного планера. А при низком аэродинамическом качестве такой плохой планер очень ограничен в возможностях маневров и в дальности полета, да и посадочная скорость у него больше, чем у гоночного автомобиля «Формулы-1».

«Спейс-Шаттл» и «Буран», конечно же, не предел совершенства в своей области. Наряду с описанными выше типами теплозащиты, которые принято называть «пассивными», существует еще и так называемая «активная теплозащита». Здесь с целью предохранения от перегрева в пограничный слой обтекающего космический аппарат горячего воздуха вдувается охлаждающий газ или жидкость (см. рис. 2 а, б, в). Вдув может производиться через ряд мелких отверстий, через щелевое сопло и специальную форсунку или же через пористую стенку. К сожалению, и такой способ теплозащиты не решает проблемы. Расчеты и эксперименты показывают, что для того, чтобы защитить гипер

звуковой летательный аппарат от перегрева в течение достаточно длительного времени, в полет пришлось бы взять целую цистерну охлаждающей жидкости или целую батарею баллонов со сжатым газом. Такой самолет только и возил бы на себе свою собственную систему охлаждения. Дело в том, что набегающий поток раскаленного воздуха «размывает» тонкий слой охладителя, перемешивается с ним, эффективность всей системы оказывается значительно ниже желаемой.

Но есть одно простое техническое решение, которое, кажется, могло бы нам помочь. Давайте охлаждать не внешний раскаленный воздух, а только стенку летательного аппарата, омывая ее изнутри, например, водой. Здесь, правда, кажущимся непреодолимым препятствием встает явление, называемое в физике «кризисом кипения». Вы внимательно смотрели, как кипит вода? Пузырьки пара появляются на нагреваемой стенке, растут, отрываются и поднимаются вверх. Так

Рис.3

а

_ жидкость _

о О

q>q,_p

/