менения и в зависимости от программы испытаний часто дополняют
возможности друг друга. Однако замена одних источников на другие,
различающиеся спектром излучения, оказывает влияние на динами-
ку температурного состояния конструкции и приводит к необходимо-
сти корректировать процесс управления нагревом. При этом интервал
времени, в котором проводятся испытания многих конструкций ЛА,
располагается в области, характеризующей неустановившийся тепло-
обмен, или включающей ее в качестве важной составляющей.
Существующие методы расчета температурного состояния кон-
струкций, проводимые в целях определения режима испытаний на
стендах радиационного нагрева, основаны, как правило, на исполь-
зовании усредненных по спектру оптических характеристик и инте-
гральных значений потока падающего излучения [4, 5].
Динамика процесса нагрева конструций указанными источниками
излучения определяется, в основном, тремя факторами: оптическими
характеристиками материала конструкции, спектром падающего из-
лучения и условиями теплообмена на граничных поверхностях. Если
условия кондуктивно-конвективного теплообмена на внешних поверх-
ностях объекта испытаний сохраняются неизменными, то его откли-
ком на замену одних источников излучения на источники с другим
спектром является изменение температурного состояния, которое пол-
ностью определяется двумя первыми факторами.
Приведенные в настоящей статье результаты исследования влияния
отмеченных факторов на динамику нагрева получены применительно
к задаче радиационно-кондуктивного теплообмена плоской двухслой-
ной пластины.
Физическая и математическая модели задачи.
Рассмотрим про-
тяженную в направлении координаты
Z
(рис. 2) пластину, верхний
(фронтальный) слой которой выполнен из молибдена толщиной 2 мм,
а нижний (подложка) — толщиной 30 мм может быть представлен
одним из материалов с сильно различающимися теплофизическими
свойствами (ТФС): минеральным войлоком, графитом или медью.
Эти материалы широко применяются в технике и их свойства (таб-
лица) хорошо известны [6, 7]. Оптические характеристики различных
покрытий приведены в литературе [8–10].
Контакт между слоями считается идеальным, а ТФС материалов
могут зависеть от температуры. Фронтальная поверхность пласти-
ны, поглощательная и излучательная способности которой являют-
ся функциями длины волны (
Λ)
, а также функциями температуры
и координаты
y
, нагревается потоком падающего излучения плотно-
стью
q
пад
(Λ
,
у
)
. Зависимость плотности потока падающего излучения
и оптических характеристик от координаты
y
связана с возможностью
дискретного расположения источников излучения над фронтальной
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2006. № 3 25
