Рис. 1. Области режимов течения и термохимических явлений в зоне торможе-
ния газового потока
степеней свободы необходимо учитывать уже в области II. Заметим,
что в области I воздух еще не диссоциирован, его основными компо-
нентами являются молекулы О
2
, N
2
, однако моделью совершенного
газа можно пользоваться только в области
Е
. В области II наблюдается
диссоциация воздуха и необходимо использовать уже пятикомпонент-
ную модель для его описания (О
2
, N
2
, NO, O, N). В последующих
областях наблюдается ионизация. Например, в области III необходимо
учитывать 7 компонентов, а в области IV — 11 компонентов. На рис. 1
кривой
1
показана траектория аппарата “Спейс Шаттл”, область
2
—
типичный летный коридор космических транспортных аппаратов с
аэродинамическим торможением, а область
3
— летный коридор для
аэрокосмического планера.
По сравнению с кинетикой гомогенных реакций механизм и скоро-
сти процессов, определяющих взаимодействие газа с поверхностью,
гораздо менее изучены и выражены количественно. Тем не менее по-
нимание этих процессов и контроль за ними имеют решающее значе-
ние для разработки и создания теплозащитных систем, применяемых
при входе космических аппаратов в атмосферу планет. Тепловой поток
к лобовой поверхности аппарата за счет использования некаталитиче-
ского покрытия может быть снижен в несколько раз на значительной
части траектории спуска, включая область максимальных тепловых
нагрузок. Эффект уменьшения конвективного теплового потока при
вдуве газа с поверхности тела, обтекаемого гиперзвуковым потоком,
достаточно подробно изложен в работах [2, 4–6].
Влияние каталитической рекомбинации обычно описывают с по-
мощью введения коэффициентов рекомбинации, которые показывают
долю атомов, рекомбинирующих на поверхности. Коэффициенты, ха-
рактеризующие процессы на поверхности, зависят от свойств поверх-
ности, условий в газовой фазе и интенсивности вдува. Следовательно,
при анализе результатов лабораторных и летных испытаний требуется
40
ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Естественные науки”. 2008. № 1
