|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИСТИНА ЦЭМИ РАН |
||
«Экспериментальное моделирование в ударных трубах интенсивности и спектрального состава излучения за ударными волнами в атмосферах Земли и планет» (шифр СЧ НИР «Норма-2025-Бетельгейзе»)НИР
"Experimental modelling in shock tubes of the intensity and spectral composition of radiation behind shock waves in the atmospheres of the Earth and planets" (cipher CD NIR "Norma-2025-Betelgeuse")
- Руководитель НИР: Левашов В.Ю.
- Ответственный исполнитель: Козлов П.В.
- Участники НИР: Акимов Ю.В., Быкова Н.Г., Герасимов Г.Я., ЗАБЕЛИНСКИЙ И.Е.
- Подразделение: 109 Лаборатория кинетических процессов в газах
- Срок исполнения: 18 апреля 2023 г. - 30 сентября 2025 г.
- Номер договора (контракта, соглашения): 2225730200632010121079851/(130-05000-2020)-2001/105-2023
- Номер ЦИТИС: 123083100028-4
- Тип: Фундаментальная
- Приоритетное направление научных исследований: Движение сплошных сред с физико-химическими превращениями
- Приоритеты и перспективы НТР Российской Федерации согласно Стратегии НТР РФ: возможность эффективного ответа российского общества на большие вызовы
- ПН России: Транспортные и космические системы
- Направление технологического прорыва России: Энергоэффективность и энергосбережение
- Критическая технология России: Технологии создания высокоскоростных транспортных средств и интеллектуальных систем управления новыми видами транспорта
-
Ключевые слова:
панорамные спектры, концентрация электронов, ударная волна, временная эволюция излучения, излучение ударно нагретых газов
panoramic spectra, temporal evolution of radiation, shock wave, radiation of shock-heated gases, electron concentration -
Описание:
Разработка и совершенствование методик экспериментального определения в ударной трубе параметров, служащих исходными данными для развития физико-химических моделей компонентов воздуха и атмосфер планет (колебательной релаксации, диссоциации, возбуждения электронных уровней и излучения), необходимых для повышения точности расчетов аэротермодинамических характеристик, а также лучистого и конвективного теплообмена проектируемых аппаратов нового поколения и десантных модулей.
-
Abstract:
During the entry of descent vehicles (RVs) into the Earth's atmosphere, as well as landing modules (LMs) into the atmospheres of Mars, Venus and gas giants, an important process that determines the thermal loads and weight characteristics of thermal protection is the radiation of high-temperature air heated by the head shock wave. For Venus, for example, the radiative heat flux is predominant. As the analysis of the available literature data shows, the available databases on kinetic characteristics of the physicochemical processes responsible for radiation do not allow to calculate the radiant fluxes to the SA with sufficient accuracy. These kinetic characteristics will be refined in specially designed experiments in shock tubes.
-
Научный задел:
Настоящая работа является продолжением работ, ведущихся авторским коллективом на протяжении ряда лет. В проведенных ранее экспериментах, выполнявшихся на ударных трубах УТС и УТД получены данные об излучении чистого аргона, а также его смесей с кислородом, азотом и воздухом за фронтом ударных волн в диапазоне скоростей 4.5 – 9.0 км/с и давлении газа перед фронтом 0.25 - 5 Торр. Экспериментально показано, что длительность излучения ударной волны увеличивается с увеличением начального давления. По профилю атомарной линии водорода (656.3 нм), определялась концентрация электронов за фронтом ударной волны. Авторы работы имеют опыт моделирования кинетики возбуждения и расселения возбужденных Полученные ранее данные об абсолютных интенсивностях излучения атомарных линий и молекулярных полос за фронтом ударных волн при скоростях до 11 км/с и предварительные результаты моделирования этого процесса являются основой для создания адекватной модели излучения газов за сильными ударными волнами. Коллектив имеет богатый опыт диагностики параметров газового потока, основанный на сопоставлении экспериментальных спектров с рассчетными.
- Добавил в систему: Левашов Владимир Юрьевич
Источник финансирования НИР
| Хоздоговор, Федеральная космическая программа России на 2016 - 2025 годы |
Этапы НИР
| # | Сроки | Название |
| 1 | 18 апреля 2023 г.-30 сентября 2023 г. | «Экспериментальное моделирование в ударных трубах интенсивности и спектрального состава излучения за ударными волнами в атмосферах Земли и планет» (шифр СЧ НИР «Норма-2025-Бетельгейзе») |
| Результаты этапа: Разработка и совершенствование методик экспериментального определения в ударной волне параметров, служащих исходными данными для развития физико-химических моделей компонентов воздуха и атмосфер планет (колебательной релаксации, диссоциации, возбуждения электронных уровней и излучения), являются необходимыми для повышения точности расчетов аэротермодинамических характеристик проектируемых возвращаемых космических аппаратов нового поколения и межпланетных десантных модулей. Разработка и совершенствование методик экспериментального определения в ударной трубе параметров, служащих исходными данными для развития физико-химических моделей компонентов воздуха и атмосфер планет (колебательной релаксации, диссоциации, возбуждения электронных уровней и излучения), необходимых для повышения точности расчетов аэротермодинамических характеристик, а также лучистого и конвективного теплообмена проектируемых возвращаемых космических аппаратов нового поколения и межпланетных десантных модулей. Проведение экспериментов по определению и уточнению кинетических характеристик процессов и интенсивности излучения и выдача рекомендаций по их использованию. Электронные концентрации являются важным параметром, влияющим на скорость физико-химических процессов. При этом важным является информация о концентрации и температуре электронного газа до и после ударной волны. В работе представлен краткий обзор существующих методик определения концентраций, а также данные по зондовым и спектральным измерениям. Предложена методика и выполнены оценки концентрации электронов и электронной температуры перед фронтом УВ. Представлены результаты зондовых измерений до и после прохода УВ для воздуха, азота, кислорода и аргона для различных скоростей УВ. Приведены результаты измерения концентрации электронов по штарковскому уширению для воздуха, азота, кислорода и аргона в зависимости от скорости УВ. | ||
| 2 | 15 января 2024 г.-30 сентября 2024 г. | "Расчеты зависимости сечений поглощения молекулы N2 от её колебательной температуры. Измерения колебательной температуры молекул азота и поступательной температуры газа за фронтом ударной волны в чистом азоте" |
| Результаты этапа: Разработана методика расчета сечений поглощения двухатомных молекул в модели трех температур - электронной, колебательной и вращательной. Представлены данные расчетов зависимости сечений поглощения молекулы азота от колебательной температуры, выполненные на базе разработанной методики, для ряда значений поступательной и электронной температур. Разработана экспериментальная методика измерения коэффициентов поглощения ударно-нагретого азота в области вакуумного ультрафиолета. Представлены экспериментальные данные по коэффициентам поглощения молекул азота в области вакуумного ультрафиолета. Обработка и анализ результатов экспериментов показали, что наблюдаемое в ударно нагретом азоте поглощение происходит с задержкой относительно момента прохождения линии измерения фронтом ударной волны. Установлено, что длительность задержки уменьшается с ростом скорости ударной волны. Физические процессы, приводящие к такому временному поведению поглощения излучения в ударно-нагретом азоте требуют дальнейших исследований. | ||
| 3 | 15 января 2025 г.-30 сентября 2025 г. | "Измерения неравновесного излучения в ударной волне в спектральном диапазоне 120-320 нм в CO2 при скоростях до 10 км/с." |
| Результаты этапа: | ||
Прикрепленные к НИР результаты
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".