Проведенный выше анализ показал, что разрушение теплозащитных материалов складывается как результат некоторого равновесия уровня внешнего воздействия со стороны набегающего газового потока и способности материала отводить или рассеивать тепло. В газодинамике и теории теплообмена принято характеризовать условия течения набором безразмерных критериев, таких как числа Маха, Рейнольдса, Нуссельта, Прандтля или Льюиса. С другой стороны, условия нестационарного прогрева твердых неразрушающихся тел также характеризуются некоторыми безразмерными критериями — числами Фурье и рядом других. По аналогии, вероятно, можно было бы поставить вопрос о поиске критерия для процесса разрушения.
Особенность процесса разрушения материала заключается в том, что здесь неразрывно связаны внешняя (теплообмен) и внутренняя (теплопроводность) задачи, т. е. задача становится сопряженной. Кроме того, приходится считаться с тем, что для большинства разрушающихся материалов важнейшими определяющими параметрами являются размерные значения давления в окружающей среде ре и температуры внешней поверхности. Это объясняется тем, что протекание химических реакций или фазовых превращений (например, испарения или сублимации) существенно зависит от уровня давления и температуры. Изменение указанных параметров не просто изменяет уровень скорости разрушения но и полностью заменяет один механизм разрушения другим.
Все это существенно затрудняет моделирование процесса разрушения теплозащитных материалов, поэтому на практике принято говорит не о моделировании, а о воспроизведении основных определяющих параметров, прежде всего энтальпии и давления заторможенного потока. С другой стороны, интенсивность протекания многих физико-химических превращений определяется теплофизическими и кинетическими характеристиками материала, его составом, а в некоторых случаях и технологией изготовления. В связи с этим необходимы критерии сравнения способности различных теплозащитных материалов рассеивать и поглощать подведенный извне тепловой поток, одинаково применимые при теоретическом и экспериментальном исследованиях для материалов простыми механизмами разрушения, а также и для тех покрытий, у которых при нагреве имеет место сложная комбинация различных превращений.
11 июля 2012
