Calentamiento Superficial Combinado por Haz de Láser y Chorro de Plasma de Nitrógeno Subsónico
Autores: Chaplygin, Aleksey; Kotov, Mikhail; Yakimov, Mikhail; Lukomskii, Ilya; Galkin, Semen; Kolesnikov, Anatoly; Shemyakin, Andrey; Solovyov, Nikolay
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Calentamiento Superficial Combinado por Haz de Láser y Chorro de Plasma de Nitrógeno Subsónico
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Calefacción combinada
IPMech RAS
Plasma acoplado inductivamente
Láser de iterbio
Calefacción radiativa
Calefacción convectiva
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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El documento describe la nueva capacidad de calefacción combinada de la instalación de plasma acoplado inductivamente IPMech RAS VGU-4. Se añadió un láser de ytterbio de 200 W a la instalación como fuente de calefacción radiativa. El espécimen cilíndrico, hecho del material de los azulejos de protección térmica del vehículo orbital Buran con un recubrimiento negro de baja catalización, fue expuesto a un chorro de plasma de nitrógeno puro subsónico y radiación láser. La temperatura de la superficie del espécimen alcanzó los 1325 degreesC durante la calefacción combinada radiativa y convectiva. El flujo de calor máximo obtenido en el modo combinado para una potencia de incidencia del láser de 47 W y una potencia de ánodo del generador de alta frecuencia VGU-4 de 22 kW fue de 32.1 W/cm^2. El flujo de calor convectivo del chorro de plasma de nitrógeno a la misma potencia de ánodo fue de 12.6 W/cm^2. Añadir un láser a una instalación de plasma acoplado inductivamente existente ofrece la oportunidad futura de simular mejor la entrada en las atmósferas de Marte, Venus, los planetas exteriores y sus lunas.
Descripción
El documento describe la nueva capacidad de calefacción combinada de la instalación de plasma acoplado inductivamente IPMech RAS VGU-4. Se añadió un láser de ytterbio de 200 W a la instalación como fuente de calefacción radiativa. El espécimen cilíndrico, hecho del material de los azulejos de protección térmica del vehículo orbital Buran con un recubrimiento negro de baja catalización, fue expuesto a un chorro de plasma de nitrógeno puro subsónico y radiación láser. La temperatura de la superficie del espécimen alcanzó los 1325 degreesC durante la calefacción combinada radiativa y convectiva. El flujo de calor máximo obtenido en el modo combinado para una potencia de incidencia del láser de 47 W y una potencia de ánodo del generador de alta frecuencia VGU-4 de 22 kW fue de 32.1 W/cm^2. El flujo de calor convectivo del chorro de plasma de nitrógeno a la misma potencia de ánodo fue de 12.6 W/cm^2. Añadir un láser a una instalación de plasma acoplado inductivamente existente ofrece la oportunidad futura de simular mejor la entrada en las atmósferas de Marte, Venus, los planetas exteriores y sus lunas.