Экспериментальные исследования работоспособности теплозащитного слоя композитных трубопроводов при захолаживании жидким водородом

Целью работы является создание нового кострукторско-технологического решения, обеспечивающего работоспособность теплоизолирующих покрытий в условиях многоциклового теплового нагружения. В связи с перспективой применения криогенных топлив в авиационной (многоразовой) технике обеспечение работоспособности теплоизолирующих покрытий в таких условиях является актуальным. Для разработанной технологии проводилось экспериментальное определение основных параметров теплоизолирующих покрытий. В качестве объектов исследований использовались композитные трубопроводы криволинейной и прямолинейной формы. Конструкция трубопровода включала в себя герметизирующую пленочную оболочку, силовую оболочку из полимерного композиционного материала, пенопластовое теплоизолирующее покрытие и металлические присоединительные фланцы. На модельных композитных образцах криогенных трубопроводов проведены циклические испытания на захолаживание жидким водородом (заполнение топливных магистралей) и отогрев до температуры окружающей среды (слив компонентов). В процессе испытаний сначала проводилось охлаждение трубопровода газообразным водородом в течение одного часа. Затем на один час во внутреннюю полость производилась заливка жидкого водорода, после чего в течение часа производился естественный отогрев до нормальной температуры. Полученные результаты позволили определить зависимость температуры и теплового потока оболочки с теплоизолирующих покрытий от количества циклов захолаживания, предложить конструкторско-технологическое решение для существенного уменьшения криоподсоса при больших перепадах температур в теплоизолирующих покрытиях, показать эффективность применения при циклическом захолаживании заливочных пенопластов с закрытой пористостью типа «Викорт-3М».