Головной обтекатель

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Головной обтекатель внутри которого находится спутник Вояджер-1, перед отправкой в космос в 1977 году ракетой-носителем Titan IIIE
Головной обтекатель истребителя МиГ-29

Головной обтекатель — передняя часть ракеты или самолёта. Имеет форму, обеспечивающую наименьшее аэродинамическое сопротивление. Головные обтекатели также могут разрабатываться для подводного или очень быстрого наземного движения[1].

На ракетах головной обтекатель состоит из камеры, в которой содержится полезная нагрузка (например, спутник), и внешней поверхности, рассчитанной на воздействие высоких температур. Наиболее фундаментальные исследования сверхзвуковых полётов привели к созданию обтекателей для спускаемых космических аппаратов и для ядерных боеголовок.

Обычно обтекатели имеют форму конусообразного тела вращения. Носовые обтекатели самолётов часто делаются из радиопрозрачных материалов для размещения в них радиолокационного оборудования.

Ракеты[править | править код]

В ракетном аппарате головной обтекатель состоит из камеры или камер для полезной нагрузки, в которых могут располагаться спутник, приборы, животные, растения и прочие полезные грузы, и внешней поверхности, созданной для того, чтобы выдерживать высокие температуры, возникающие при аэродинамическом нагреве. Большая часть фундаментальных исследований, связанных с гиперзвуковым полетом, была проведена для создания жизнеспособных конструкций носового конуса для входа в атмосферу космических аппаратов и спускаемых аппаратов межконтинентальных баллистических ракет[прояснить (обс.)][2]. В качестве конструкционных материалов для несущих слоёв обтекателя чаще всего применяются высокопрочные и высокомодульные полимерные композиционные материалы из углепластика, стеклопластика, органопластика и заполнителя сотовой структуры.[2] Размер ракетного обтекателя составляет примерно 15 метров на 5 метров[3].

В спутниковых аппаратах носовой конус может стать самим спутником после отделения от последней ступени ракеты или использоваться для защиты спутника до достижения орбитальной скорости, а затем отделяться от спутника.

Самолеты[править | править код]

На авиалайнерах носовой конус также является куполом, защищающим метеорологический радар и другие приборы носовой части самолёта от аэродинамических сил. Форма носового конуса конструируется для минимального сопротивления, поэтому, как правило, имеют форму конусообразного тела вращения, которое даёт наименьшее сопротивление движению.

Гиперзвуковые аппараты[править | править код]

Из-за экстремальных температур носовые конусы для высокоскоростных летательных аппаратов (например, гиперзвуковые скорости или спуск орбитальных аппаратов в атмосферу из раздражённого пространства) должны изготавливаться из огнеупорных материалов. Колебания температуры при выходе в космос могут быть от 100 °С до −100 °С в коротком промежутке времени (около минуты). Поэтому материал должен быть устойчивым к быстрым перепадам температуры[3]. Пиролитический графит — один из распространённых вариантов обшивки таких аппаратов, но также используются и другие термостойкие материалы[1]. Другой стратегией проектирования является использование абляционных теплозащитных экранов[1], которые расходуются во время соприкосновения с горячим воздухом и таким образом отводят избыточное тепло. Материалы, используемые для абляционных экранов, включают, например, углеродный фенол, полидиметилсилоксан с кремнезёмным наполнителем и углеродными волокнами, и другие[4].

Конструкция носового конуса[править | править код]

В связи с проблемой аэродинамического проектирования носовой конусной части любого транспортного средства или тела, предназначенного для движения через сжимаемую текучую среду (например, ракеты, самолёта или пули), важной проблемой является определение геометрической формы носового конуса для достижения оптимальных характеристик. Для решения многих задач требует определения формы твёрдого тела вращения, которое испытывает минимальное сопротивление при быстром движении через текучую среду, состоящую из упругих частиц.

Примечания[править | править код]

  1. 1 2 3 Головной обтекатель (ГО) – это передняя часть самолета или ракеты. avia.pro. Дата обращения: 10 июня 2021.
  2. 1 2 Головной обтекатель. Головные обтекатели (СЗБ). www.ecoruspace.me. Дата обращения: 10 июня 2021.
  3. 1 2 kornelik. Головной обтекатель ракеты: как это делается в разных странах | ТЕХНОЛОГИИ, ИНЖИНИРИНГ, ИННОВАЦИИ (рус.). integral-russia.ru (27 февраля 2018). Дата обращения: 10 июня 2021.
  4. Ballistic Missile Basics. fas.org. Дата обращения: 10 июня 2021.

См. также[править | править код]

Ссылки[править | править код]