Принцип работы разрушающихся теплозащитных систем характеризуется потерей поверхностного слоя (или разложением одной из компонент материала) ради сохранения благоприятного теплового режима внутренних слоев и самой защищаемой конструкции. Разрушение поверхностного слоя происходит в результате различных физико-химических превращений под воздействием подводимых к поверхности конвективных и радиационных тепловых потоков, диффузионных потоков химически активных компонент, а также под действием сил давления и трения. Химические реакции могут протекать как при участии компонент набегающего потока, так и независимо от них. Кроме того, на поверхности теплозащитного покрытия под действием внутреннего давления или внешних сил, а также вследствие термических напряжений может иметь место эрозия — механический унос в виде отдельных частиц.
Использование разрушающихся теплозащитных систем имеет существенные преимущества перед другими способами тепловой защиты. Главное из них заключается в саморегулировании процесса, т. е. в изменении массового расхода материала покрытия при изменении тепловой нагрузки. Процессы разрушения сопровождаются фазовыми и химическими превращениями, а также вдувом в набегающий поток продуктов разрушения. Благодаря этим факторам указанный тип покрытий существенно превосходит по эффективности системы, работающие на принципе поглощения тепла. Разрушающиеся теплозащитные покрытия применяются преимущественно в области интенсивных или резко изменяющихся тепловых нагрузок на поверхности тела. Наиболее распространенные разрушающиеся теплозащитные материалы представляют собой, как правило, сложные композиции, причем отдельные их составляющие обладают различной термохимической стойкостью при заданных условиях внешнего обтекания. Иными словами, каждая составляющая композиционного материала имела бы свою температуру и скорость разрушения. При изменении внешних условий законы изменения температуры разрушения или скорости уноса массы у каждой из компонент оказались бы строго индивидуальными.
11 июля 2012
