Экспериментальное исследование эффекта электронного охлаждения

Тепловая защита летательного аппарата, движущегося с гиперзвуковой скоростью в атмосфере Земли, остается одной из основных проблем авиационной и космической отраслей. Полёты на гиперзвуковых скоростях принципиально отличается значительным нагревом элементов конструкции в лобовой точке при длительном полете. Используемые в настоящее время пассивные методы теплозащиты связаны с заметным увеличением веса летательного аппарата и, как следствие, ограничением массы полезного груза, выводимого на орбиту. В последние десятилетия рассматриваются альтернативные методы тепловой защиты, основанные на использовании электрического и магнитного полей с целью воздействия на поток ионизованного газа в окрестности летательного аппарата. Однако эти способы защиты неэффективны, когда нагрев аппарата осуществляется преимущественно за счет излучения. Метод электронного охлаждения лишен указанного недостатка, поскольку в этом случае воздействие осуществляется непосредственно на нагретую поверхность летательного аппарата. В основе метода лежит явление термоэлектронной эмиссии, сопровождающейся остыванием поверхности за счет уноса части энергии потоком электронов.В настоящем проекте будет выполнен поиск метода экспериментального обнаружения и исследования эффекта электронного охлаждения. Нагрев пластины из различных термоэмиссионных материалов с низкой работой выхода будет осуществлен при помощи стационарного тлеющего разряда. Исследование позволит найти способ экспериментального определения эффекта электронного охлаждения, количественные измерения которого позволят понять, насколько эффективно применение данного метода теплозащиты при настоящем гиперзвуковом полете.