Ваш браузер устарел и не обеспечивает полноценную и безопасную работу с сайтом.
Установите актуальную версию вашего браузера или одну из современных альтернатив.
Одной из проблем, появившихся одновременно с началом практического освоения космического пространства в конце 50-х годов прошлого столетия, стала проблема обеспечения многократного запуска жидкостных ракетных двигателей (ЖРД) космических летательных аппаратов (КЛА) в условиях, близких к невесомости. К настоящему времени разработаны многочисленные технические устройства и способы для решения этой проблемы, начиная от применения разделительных диафрагм в топливных баках (ТБ) и заканчивая использованием акустических либо электромагнитных полей для управления положением поверхности раздела «жидкость-газ» при невесомости.
Однако наибольшее распространение при объемах ТБ, превышающих сотни литров, получили внутрибаковые устройства (ВБУ) на основе так называемых сетчатых разделителей (СР) на основе металлических плетеных сеток [1-4]. Принцип работы этих устройств заключается в том, что для предотвращения прорыва газа наддува в расходные магистрали ТБ при запуске ЖРД в невесомости используются силы поверхностного натяжения (капиллярные силы), величина которых тем больше, чем меньше характерный размер ячеек СР. Главными недостатками таких устройств при относительно малом гидравлическом сопротивлении СР являются нестабильность их параметров в процессе работы, технологические проблемы крепления СР в корпусные элементы ВБУ, необходимость наличия опорных каркасов для СР. Кроме того, если газ наддува все-таки проходит через СР, эти устройства перестают работать.
В начале 80-х годов прошлого столетия коллективом сотрудников НИИ ЭМ МВТУ им. Баумана во главе с профессором В.М. Поляевым был предложен новый вид СР на основе так называемых комбинированных пористо-сетчатых материалов (КПСМ) [5].
В настоящее время следует считать целесообразным широкое применение КПСМ в конструкции элементов ВБУ, так как их свойства в этом качестве заметно превосходят характеристики обычных СР [6-16].
В докладе приводятся обобщенные данные экспериментальных и теоретических исследований работоспособности ВБУ на основе КПСМ. Показано, что работа КПСМ сопровождается явлениями, отсутствующими у обычных СР на основе металлических плетеных сеток. В частности, у КПСМ, в силу их трехмерной структуры в отличие от плоских СР, обнаружен эффект т. н. саморегенерации. Иначе говоря, если газ наддува прорывается во внутреннюю полость ВБУ на основе КПСМ, перепад давления на КПСМ падает и жидкость под действием капиллярных сил перемещается в тангенциальном направлении по толщине КПСМ, вновь предотвращая доступ газа во внутреннюю полость ВБУ.
В результате эффективность ВБУ на основе КПСМ существенно возрастает, что, в конечном итоге, позволяет свести до минимума невырабатываемые остатки топлива в баках и, тем самым, повысить энергомассовую эффективность КЛА в целом. Указанный тип ВБУ особенно предпочтителен для обеспечения многократного запуска ЖРД КЛА длительного функционирования в условиях практической невесомости и знакопеременных возмущающих ускорений.
