ИСТИНА

ВЧ-плазмотрон ВГУ-4 (ИПМех РАН) мощностью 100 кВт - многофункциональная установка для исследований теплообмена и термохимических испытаний теплозащитных материалов. Установка может работать на воздухе и других газах (азот, кислород, углекислый газ, аргон) в режимах до- и сверхзвукового истечения плазмы из разрядного канала. Выбор того или другого режима зависит от конкретной задачи эксперимента. Например, для определения каталитических характеристик покрытий оптимален дозвуковой режим, в котором набегающий на модель струйный поток химически равновесный, а пограничный слой близок к замороженному. С другой стороны, максимальные плотности теплового потока в критической точке водоохлаждаемой модели достигнуты в сверхзвуковых потоках воздушной плазмы. Теплообмен с поверхностью в сверхзвуковых струях индукционного плазмотрона изучался экспериментально и численно в ряде работ. В результате получены согласующиеся экспериментальные и расчетные данные по тепловым потокам и давлению в точке торможения на цилиндрической модели с плоским носком в первой сверхзвуковой зоне недорасширенных струй диссоциированных газов. На основе концепции локального моделирования теплообмена по параметрам сверхзвукового обтекания цилиндрических водоохлаждаемых моделей с плоским торцом радиуса Rm, расположенных на расстоянии Zm от среза разрядного канала, можно определить параметры обтекания сфер радиуса Rw0 гиперзвуковыми равномерными потоками в атмосферах Земли или Марса так, чтобы тепловые потоки в их точках торможения могли быть пересчитаны через тепловые потоки в точках торможения цилиндрических моделей в плазмотроне. Установлено, что нормированные зависимости тепловых потоков в точках торможения на модели и сфере от эффективного коэффициента каталитической рекомбинации диссоциированных компонентов для условий экспериментов на ВЧ-плазмотроне и соответствующих условий входа сферы в атмосферы планет, связанных условиями локального моделирования теплообмена, подобны, что ведет к формуле для экстраполяции рассчитанных тепловых потоков к модели в плазмотроне на условия гиперзвукового обтекания сферы при ее полете в атмосферах Земли или Марса.