Исследование теплообмена и термохимического воздействия потоков диссоциированного воздуха на поверхность ультравысокотемпературных керамических материалов: эксперименты на ВЧ-плазмотронах, численное моделирование и анализ поверхности

Целью проекта является исследование аэротермодинамических аспектов фундаментальной проблемы моделирования аэродинамического нагрева и термохимического взаимодействия высокоэнтальпийных потоков диссоциированного воздуха с поверхностью теплозащитных материалов (ТЗМ) для условий входа тел в атмосферу Земли с гиперзвуковыми скоростями. Прикладная сторона этого проекта непосредственно связана с разработкой новых технических подходов к термохимическим испытаниям на ВЧ-плазмотронах новых материалов, перспективных для аэрокосмической техники, и с переносом результатов наземных испытаний на условия гиперзвукового полета. Настоящий проект направлен на продолжение совместных экспериментальных и численных исследований неравновесных до- и сверхзвуковых течений воздушной плазмы, теплообмена и каталитических свойств металлов и кварца в расширенных диапазонах условий, реализуемых на индукционном плазмотроне ВГУ-4 (ИПМех РАН) и установке ВАТ-104 (ЦАГИ). Впервые планируется исследование термохимической стойкости и определение каталитических свойств ультравысокотемпературных керамических материалов состава HfB2-SiC, модифицированных нанопластинками графена новым разработанным авторским коллективом методом, в высокоэнтальпийных потоках диссоциированного воздуха ВЧ-плазмотрона ВГУ-4. В гиперзвуковой аэродинамической трубе ВАТ-104 ЦАГИ, позволяющей моделировать условия полета высокоскоростных летательных аппаратов, будут получены новые данные по каталитической активности высокотемпературных материалов в диапазоне температур 1500-2500 K, при которых эти данные практически отсутствуют.