Номинация: Проект «Белой книги» Активная термоэмиссионная

Номинация: Проект «Белой книги»
Активная термоэмиссионная тепловая защита
элементов конструкции гиперзвуковых
летательных аппаратов
Федеральное Государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования Балтийский государственный
технический университет «ВОЕНМЕХ» им Д.Ф. Устинова
Руководитель проекта: Керножицкий Владимир Андреевич,
кандидат технических наук, доцент
Аннотация
Суть проблемы, на решение которой направлен представленный проект,
заключается в том, что летательные аппараты (ЛА), летящие в атмосфере с
высокими (гиперзвуковыми) скоростями, очень сильно нагреваются, особенно
выступающие вперед поверхности (крылья, носы и др.). Такой нагрев может
привести к разрушению ЛА, частичной или полной потери технических
характеристик, чего допускать нельзя. Проблема носит название «тепловой
барьер». Преодолев «тепловой барьер» появиться возможность создавать
принципиально типы ЛА, которые смогут решать задачи освоения верхних
слоев атмосферы и околоземного пространства. Например, станет реальным
создание Воздушно-Космического Самолета (ВКС) – одноступенчатой системы
выведения полезного груза на орбиту или трансконтинентального
пассажирского и грузового самолета, что углубит социально-экономические
связи между странами и народами.
Существует множество способов борьбы с «тепловым барьером» тепловой защиты, которые условно можно разделить на активные и пассивные.
Однако, о создании однозначно эффективного, надежного и относительно
недорого способа тепловой защиты пока не сообщается.
В рамках данного проекта предлагается принципиально новое решения
проблемы «теплового барьера». Суть решения заключается в том, что тепловая
энергия аэродинамического нагрева напрямую передается электронам,
находящимся в защищаемом элементе конструкции ГЛА, выполняемом из
соответствующего металла. Реализуется явление термоэлектронной эмиссии.
Получая энергию, электроны выходят из металла, в результате чего металл
охлаждается. Происходит электронное охлаждение. В дальнейшем, получив
энергию и являясь носителями заряда, электроны могут совершить работу в
электрической нагрузке.
Величина отводимой электронами энергии составляет от 35% до 50% от
подводимой тепловой энергии аэродинамического, КПД преобразования
достигает 5-25% (5-25% процентов разрушающей тепловой энергии
превращается в электричество, электронное охлаждение напрямую связано с
получением электричества). Удельная электрическая мощность, снимаемая с
единицы внутренней поверхности защищаемого ЭК ГЛА – 5-25Вт/см2 (то есть с
одного квадратного метра внутренней поверхности можно снимать от 50 до 250
кВт электрической энергии, что также говорит о высокой эффективности
электронного охлаждения).
Создаваемые ГЛА, оснащенные АТТЗ смогут стать основой научнотехнического развития Ракетно-Космической и Авиационной промышленности
России в XXI веке, поскольку, сможет обеспечить развитие имеющегося
научно-технического потенциала России, позволит создать новые научные и
технически направления, создать множество смежных малых и средних
предприятий, а, следовательно, и рабочих мест, поспособствует
экономическому развитию, ввиду снижения времени и средств на
транспортировку людей и грузов, укрепит престиж страны, а потенциал
появляющихся ГЛА позволит иметь статус аэрокосмической сверхдержавы.
Кроме того, будет способствовать всплеску интереса молодежи к данной
области знаний и к образованию вообще, поскольку создание принципиально
новых и сложных видов техники является движущей силой самоопределения,
как это было, например, в середине XX века.
Развитие технологии АТТЗ приведет к усилению развития таких областей
знаний как термоэмиссионные преобразователи, аэротермодинамика,
материаловедение, вычислительные методы, нанотехнологии и др. На данной
основе появиться возможность создавать малые и средние предприятия,
конкурентным преимуществом которых будет участие в реализации данного
проекта.
Схема коммерциализации заключается в использовании имеющихся
свободных площадей, для установки специального оборудования, на которых
возможно производить как экспериментальные образцы, так и серийные, и
экспериментального оборудования для испытания полученных образцов.
После испытаний планируется разработка серийных образцов, а затем
организация компании по стимулированию спроса. Предполагается также
сотрудничество с крупными аэрокосмическими предприятиями для
организации внедрения полученных результатов посредством создания
объектов, оснащенных АТТЗ, на которых можно наглядно продемонстрировать
функционирование полученной системы АТТЗ, и тем самым привлечь
потенциальных партнеров и инвесторов.
Разработка не имеет мировых аналогов, а более высокий уровень
научного задела СССР, а теперь и России, в области термоэмиссионного
преобразования
делает
маловероятным
появление
конкурента
на
международной арене.
Новизна исследуемого способа тепловой защиты, в том числе мировая,
а также перспективность выбранных направлений исследований и
полученных результатов подтверждена патентом на изобретение № 2404087
"Термоэмиссионный способ тепловой защиты частей летательных аппаратов
при их аэродинамическом нагреве", патентом на изобретение № 2430857,
патентом на полезную модель № 95637.
Между тем, появление ЛА, способных совершать длительные полеты с
гиперзвуковыми скоростями становятся необходимостью, и отставание в
данной области может привести к утрате обороноспособности и научнотехнического престижа страны. Например, в США, в 2010 и в 2011г.г.
произвели 6 запусков экспериментальных гиперзвуковых летательных
аппаратов, что говорит об определенном интересе и прогрессе в данной
области.
Информация о заявителе:
Ф.И.О.
основное место работы
Керножицкий Владимир Андреевич
Федеральное Государственное бюджетное образовательное
учреждение высшего профессионального
образования
Балтийский государственный технический университет
«ВОЕНМЕХ» им Д.Ф. Устинова
должность кафедры Ракетостроение
190005, Санкт-Петербург, 1 Красноармейская ул., д. 1.
(812) 4957715
vakern@mail.ru
Кандидат технических наук
должность
почтовый адрес
номер рабочего телефона
адрес электронной почты
ученая степень
Перечень важнейших работ
1. Огнепреградитель. Патент РФ на полезную модель №59423, авторы Керножицкий
В.А., Веселов В.Ф., Гаврилов В.В. и др. приоритет от 31 июля 2006г, опубл. 27.12.2006
Бюл. №36.
2. Керножицкий В.А. , Веселов В.А. и др. Вклад Балтийского государственного
технического университета «ВОЕНМЕХ» ум. Д.Ф. Устинова в развитие информатики и
кибернетики, С.131-142 в сборнике История развития информатики и кибернетики в
Санкт-Петербурге (Ленинграде). Вып. 1., Яркие фрагменты истории // Под общ. Ред. Гл.кор. РАН Р.М. Юсупова; составитель М.А. Вус.; Ин-т информатики и автоматизации
РАН. – СПб.: Наука, 2008. – 356 с.
3. Огнепреградитель. Патент РФ на полезную модель №80118, Керножицкий В.А.,
Веселов В.Ф., Молчанова С.Н. и др. приоритет от 26 августа 2008 года, опубл. 27.01.2009
г. Бюл №3.
4. Патент на полезную модель №59423. Огнпреградитель. По заявке 2006127926/22 от
31.07.2006, опубликовано 27.12.2006. Бюл. №36, МПК АС2С 4/00, авторы: Керножицкий
В.А., Гаврилов В.В., и др.
5.
Патент на полезную модель №55460. Электромагнитная система защиты
космических аппаратов от орбитальных осколков. По заявке 2006111088/22 от 05.04.2006,
опубликовано: 10.08.2006, Бюл. №22. МПКF41Н5/007 авторы Керножицкий В.А.,
Крикалев С.К., Кондратьева Е.С., Емельчнова А.В.
6.
Патент на изобретение №2316456. Электромагнитная система защиты
космических аппаратов от орбитальных осколков. ПО заявке 20061101151//07 от
29.03.2006, опубликовано: 10.02.2008, Бюл. №4, МПК В646-456, F41H5/007, авторы
Керножицкий В.А., Крикалев С.К., Кондратьева Е.С.
7.
Патент на изобретение №2239473 Огнепреградитель. ПО заявке №2003120484/12
от 04.07.2003, опубликовано 10.11.2004, Бюл №31. МПК 7А62С4/00, авторы:
Керножицкий В.А., Крикалев С.К., Кондратьева Е.С.
8.
Керножицкий В.А., Былов Л.Н. Синтез системы надува и разгерметизации
отсеков летательных аппаратов, С.108-111. Российская академия ракетно-артелирийских
наук, Вып. 1 (38). – М.: Изд. РАРАН. – 2004. – 140 с.
9. Керножицкий В.А., Колычев А.В. Один из путей решения проблемы «теплового
барьера», (С. 116-118). Научно-технический журнал «Информация и космос» № 1. – 2010.
– 295 с.
10. Керножицкий В.А., Колычев А.В., Охочинский Д.М. Патент на полезную модель №
95637 «Крыло гиперзвукового летательного аппарата в условиях его аэродинамического
нагрева», Роспатент, 2010г.
11. Керножицкий В.А., Колычев А.В., Охочинский Д.М. Патент на изобретение
№2404087 «Термоэмиссионный способ тепловой защиты частей летательных аппаратов
при их аэродинамическом нагреве» Роспатент, 2010г.
12. Керножицкий В.А., Колычев А.В., Охочинский Д.М. Патент на изобретение
№2430857
«Крыло гиперзвукового летательного
аэродинамического нагрева» Роспатент, 2011г.
аппарата
в
условиях
его
Современное состояние исследований и разработок в области
реализации проекта. Новизна предлагаемого подхода по сравнению с
известными:
Преодолевая сопротивление атмосферы при полете, гиперзвуковой
летательный аппарат (ГЛА) затрачивает часть энергии топлива на
преодоление сопротивления встречного воздуха, что приводит к нагреву
внешней оболочки ГЛА. Это в свою очередь означает, что корпус ГЛА
нагревается за счет энергии топлива на борту или располагаемой
потенциальной энергии ГЛА. При этом возникает проблема «теплового»
барьера.
Существуют множество различных методов активной и пассивной
теплозащиты, а также методов возвращающих часть потерь энергии топлива
на прохождение сквозь атмосферу ГЛА. Современные ГЛА, представляют
собой ЛА, для которых энергия, потраченная на преодоление силы
сопротивления атмосферы, в дальнейшем не используется для работы
внутренних систем, а только опосредованно воздействует на внешнюю
оболочку, преимущественно нагревая ее. К таким ЛА относится
Многоразовая Транспортная Космическая Система Space Shuttle, Буран,
Спираль, Dyna Soar, NASP, Venture Star, МАКС и множество других, в
основном проектов.
Например, в системах «Спираль» и Dyna Soar,
конструкция и теплозащита строились по принципу «горячей конструкции».
При входе в атмосферу космоплана Dyna Soar температура носового кока
достигала 2010℃, на передних кромках крыла - 1565℃, на нижней
поверхности крыла - 1345℃ [1]. Через тепловой зазор от панелей,
закрывающих основную конструкцию планера, отстояли секции ниобиевого
сплава [1]. Передние кромки крыла и килей были сделаны из молибденового
сплава с антиокислительным покрытием, носовой кок из циркония с
теплоизоляцией из графита. У «Спирали» снизу предполагалось установить
силовой теплозащитный экран, состоявший из основной части с
теплоизоляцией, выполненной из пластин плакированного ниобиевого сплава
с антиокислительным покрытием из дисилицида молибдена, расположенных
по принципу "рыбной чешуи", носовой части из листового молибденового
сплава
с
термодиффузионным
защитным
покрытием,
свободно
обменивающейся излучением с менее нагретой верхней обшивкой, и
свободного радиусного переходника от экрана к верхней обшивке. Из всего
вышесказанного можно сделать вывод о том, что на начальных этапах
развития космонавтики в качестве средства борьбы с аэродинамическим
нагревом предполагалось использовать жаропрочные сплавы с защитным от
окисления покрытиями.
Ко времени начала разработки многоразовой транспортной системы
Буран уже имелся опыт создания теплозащиты из тугоплавких металлов. Но,
большой вес, сложность с компенсациями температурных расширений и
сжатий металлических элементов конструкций при перепаде температур
более 1000℃, опасность разрушения противоокислительного покрытия
привели к тому, что при создании систему Space Shuttle было решено
использовать пассивную теплозащиту в виде плиток из различного
материала, в основном из керамики.
Самые теплонапряженные участки орбитальной ступени – это носовая
часть (до 1650℃), передняя кромка крыла (1340℃), задняя кромка крыла
(1090–1260℃) и киль (1175℃) [1,2]. В состав теплозащиты орбитальной
ступени Columbia системы Space Shuttle входило около 31000 плитки,
«одеяла» теплозащиты и участки углерод-углеродного покрытия. Масса всех
элементов теплозащиты челнока составляла более 7 т. при площади
покрытия около 1100 м2 [3]. Можно утверждать, что такая теплозащита
имеет свои недостатки, подтверждение которым является авария челнока в
2003г., и выполнение дополнительных операций на орбите для выявления
возможных повреждений теплозащиты. Материалы такой тепловой защиты
имеют низкие допустимые тепловые нагрузки, что приводит к увеличению
габаритов и массы крыльев и корпуса ЛА, за счет повышения
аэродинамического сопротивления, обладает высокой стоимостью и, как
было сказано выше, низким уровнем надежности. Поэтому данный способ
теплозащиты малопригоден для использования в составе перспективных
ВКС и ГЛА. Однако запуски в США экспериментальных ГЛА, таких как
HTV-2a, X-51A, X-37B говорят о том, что в дальнейшем предполагается
использовать пассивную теплозащиту состоящую из различных материалов,
в том числе и в виде плиток.
Для частичного возвращения потерь энергии топлива, затрачиваемой
на преодоление аэродинамического сопротивления, в основе ВКС с
горизонтальным взлетом и посадкой HOTOL была предложена уникальная
двигательная установка (ДУ) RB545, сжижающая в полете кислород
окружающего воздуха и использующая его в качестве окислителя [4-6].
Принцип ожижения кислорода из воздуха также разрабатывался в США в
начале 1960-х, и носил название LACE. Сходный принцип заложен в основу
индйского ВКС AVATAR [4].
Среди прочих концепций ГЛА стоит упомянуть концепцию
гиперзвукового многоцелевого самолета «АЯКС» Санкт-Петербургского
Научно-исследовательского предприятия гиперзвуковых систем (НИП ГС)
холдинговой компании «Ленинец» [4,7]. Владимир Львович Фрайштадт,
работавший тогда в НИП ГС, предложил не защищать ГЛА от тепла при
полете в атмосфере, а впускать его внутрь. Внутри тепло ассимилируется
бортовыми системами, преобразуя его в химическую и электрическую
энергию, тем самым повышая общий ресурс ЛА. То есть ГЛА является
открытой неизолированной аэротермодинамической системой. В двойной
обшивке «АЯКСа» размещается термохимический реактор.
В настоящей работе разрабатывается принципиально новая концепция
«активной» тепловой защиты, в основе которой лежит явление
термоэлектронной эмиссии, а именно термоэмиссионный способ активной
тепловой защиты (ТСАТЗ) элементов конструкции и дополнительных
термоэмиссионных
преобразователей
АТТЗ[12-14].
Использование
«активной» термоэмиссионный тепловой защиты (АТТЗ) на базе ТСАТЗ
аналогично паровой конверсии углеводородов в двойной обшивке ГЛА
АЯКС для ее охлаждения, а АТТЗ – накоплению на борту сжиженного
кислородаиз встречного воздуха на определенном участке полета ГЛА
HOTOL/Skylon/AVATAR посредством ДУ RB545/Sabre. Поэтому ГЛА с
АТТЗ является активной системой, обменивающейся энергией с окружающей
средой и сочетает в себе все достоинства приведенных выше концепций.
Сущность предлагаемой разработки:
В данной работе в качестве средства преодоления «теплового барьера»
предлагается комплекс систем электронного охлаждения на основе прямого
преобразования тепловой энергии в электричество. Основой данного
комплекса должна явиться система активной термоэмиссионной тепловой
защиты (АТТЗ). Таким образом, предлагается концепция, основной
особенностью которой является система тепловой защиты на базе явления
термоэмиссионного охлаждения с одновременным прямым преобразованием
тепловой энергии аэродинамического нагрева в электрическую энергию. При
реализации данной концепции носовые части, передние кромки крыла,
стабилизаторов и др., то есть наиболее теплонапряженные участки корпуса,
испытывающие интенсивный аэродинамический нагрев представляют собой
устройства, реализующие способ АТТЗ. Перечисленные выше элементы
конструкции в общем случае реализации способа АТТЗ состоят из
внутренней и внешней оболочки [8-10], как это изображено на рис.1.. При
движении в атмосфере с гиперзвуковыми скоростями внешняя оболочка
нагревается до температур, при которых за счет тепловой энергии,
приобретенной при аэродинамическом нагреве с ее внутренней поверхности,
начинают вылетать горячие электроны, осаждаемые затем на снутренней
оболочке. То есть на данном этапе электроны есть носители тепла или
«охладители» внешней оболочки, которая является катодом. Таким образом,
происходит электронное охлаждение внешней оболочки и реализуется
принцип АТТЗ.
Рис. 1 Принципиальная схема термоэмиссионной тепловой защиты.
1 – Оболочка нагреваемой части корпуса ГЛА – катод, 2 – анод, 3 – токовывод анода,
4 – токоввод катода, 5 – бортовой потребитель электрической энергии.
Далее электроны, проходя некоторое расстояние, осаждаются на
внутренней оболочке из электропроводящего металла – аноде. Часть энергии,
унесенной электронами с катода, идет на нагревание анода, а остальная позволяет электронам, проходя в некоторой цепи, соединяющей анод и
катод, совершать полезную работу под нагрузкой, обеспечивая
функционирование различных видов бортовых потребителей электрической
энергии. Таким образом, происходящее электронное охлаждение внешней
оболочки сопровождается появлением электрического тока в указанной выше
цепи. То есть, часть тепловой энергии аэродинамического нагрева
преобразуется в электричество, снижая тепловое воздействие на элементы
конструкции ГЛА с АТТЗ. Полученная таким способом электрическая
энергия направляется на работу различных видов бортовых систем, что
расширяет возможности по части формирования концепций и облика ГЛА на
ее основе.
Из сказанного выше следует, что оснащение элементов конструкции
ГЛА АТТЗ дает следующие преимуществами:
 Если температура материала нагреваемой части корпуса с АТТЗ при
полете ГЛА достигает значений от 1500oК до 2000oК, то это означает, что
температура материала нагреваемой части корпуса ГЛА без использования
АТТЗ была бы выше на 400-900oК. Это означает, что материалы элементов
конструкции ГЛА работают в менее жестких условиях при пониженных
температурах, поэтому можно говорить о повышении надежности ГЛА по
сравнению с различными другими типами теплозащиты.
 Существенно снижается тепловое воздействие на части корпуса ЛА,
поскольку часть аэродинамического тепла преобразуется в электричество.
КПД такого преобразования в настоящее время находиться на уровне 10-25%
и выше. Средняя удельная электрическая мощность достигает значений в 1025Вт/см2 площади эмиссии [11-12].
 Весь процесс термоэмиссионного преобразования осуществляться
внутри элементов корпуса ЛА, под обшивкой, что приводит к возможности
получения или сохранения высоких аэродинамических характеристик
любого типа ЛА, оснащенных данной тепловой защитой.
 Повышается энергетическая эффективность ГЛА, так как получаемая
электрическая
энергия
является частью возвращаемой
энергии,
затрачиваемой на полет ГЛА.
 Расширяется перечень потребителей электрической энергии, что в свою
очередь приводит к разнообразию в деле формирования облика ГЛА и его
бортовых систем.
 Отсутствуют движущиеся части, что обеспечивает простоту и
надежность устройства АТТЗ и ГЛА в целом.
 АТТЗ содержит в себе функции диагностики теплового нагрева
нагреваемых
поверхностей,
поскольку
снимаемые
электрические
характеристики термоэмиссионного преобразования в высокой степени
зависят от состояния катодной оболочки.
Наличие на борту значительных количеств электрической энергии,
позволят использовать различные системы, функционирующие на основе
электроэнергии и заметно увеличивающие возможности ГЛА. К таким
системам можно отнести упоминающиеся выше устройства, снижающие и
управляющие лобовым сопротивлением, подъемной силой корпуса ГЛА,
потоком газа на входе в воздухозаборники гиперзвуковых прямоточных
воздушно-реактивных двигателях, специфические системы спасения
экипажа, пассажиров и грузов, системы жизнеобеспечения, систем передачи
энергии на расстояния беспроводным способом и других. Становится
актуальным разработка и создание других систем, источником
электроэнергии, для работы которых представляется АТТЗ. То есть, при
решении проблемы аэродинамического нагрева корпуса ГЛА с помощью
АТТЗ, появляется электрическая энергия в значительных количествах.
Список литературы
13. Лукашевич В.П., Афонасьев И.Б., «Космические крылья». – М.: ООО «Лента
Странствий», 2009. – 496с.: ил.
14. Нейланд В.Я., Тумин А.М., «Аэротермодинамика воздушно-космических самолетов.
Конспект лекций».–г. Жуковский: ФАЛТ МФТИ, 1991г., 201с.
15. Журнал Новости Космонавтики, №9, 2003, с. 10-13
16. Журнал Новости Космонавтики, №23/24, 1998 с. 50-51
17. Журнал Новости Космонавтики, № 9, Сентябрь 2007, C. 66-68
18. Журнал Новости Космонавтики, № 10, Октябрь 2007, C. 68-71
19. http://www.sergib.agava.ru/russia/leninets/ajax/ajax.htm
20. Керножицкий В.А., Колычев А.В. Один из путей решения проблемы «теплового
барьера», (С. 116-118). Научно-технический журнал «Информация и космос» № 1. – 2010.
– 295 с.
21. Керножицкий В.А., Колычев А.В., Охочинский Д.М. Патент на изобретение
№2404087 «Термоэмиссионный способ тепловой защиты частей летательных аппаратов
при их аэродинамическом нагреве» Роспатент, 2010г.
22. Керножицкий В.А., Колычев А.В., Охочинский Д.М. Патент на изобретение
№2430857
«Крыло гиперзвукового летательного аппарата в условиях его
аэродинамического нагрева» Роспатент, 2011г.
23. Керножицкий В.А., Колычев А.В., Охочинский Д.М. Патент на полезную модель
№ 95637
«Крыло гиперзвукового летательного аппарата в условиях его
аэродинамического нагрева», Роспатент, 2010г.
24. Термоэмиссионные преобразователи и низкотемпературная плазма/ Под ред.
Мойжеса Б.Я. и Пикуса Г.Е. – М.: Наука, 1973.
Ушаков Б.А., Никитин В.Д., Емельянов И.Я.,
Основы термоэмиссионного
преобразования энергии, М.: Атомиздат, 1974г., 288с.
Права на интеллектуальную собственность.
Мировая новизна и перспективность выбранных направлений
исследований и полученных результатов по теме кандидатского проекта
подтверждена патентом на изобретение № 2404087 "Термоэмиссионный способ
тепловой защиты частей летательных аппаратов при их аэродинамическом
нагреве", патентом на изобретение №2430857 «Крыло гиперзвукового
летательного аппарата в условиях его аэродинамического нагрева», патентом на
полезную модель № 95637 "Крыло гиперзвукового летательного аппарата в
условиях его аэродинамического нагрева".
Следует спешить с реализацией, имея ввиду, что за границей все это
можно сделать за гораздо меньшие сроки по времени из-за отработанной
системы поиска и внедрения инноваций.
Конкурентные преимущества:
Основным конкурентным преимуществом является двойственность
применения. Кроме того, что обеспечивается тепловая защита элементов
конструкции с сохранением их полной работоспособности в течение множества
циклов повторного использования, одновременно генерируется большое
количество электрической энергии. При этом, чем больше эффект охлаждения,
тем больше электричества вырабатывается. При этом происходит
существенный выигрыш по массе. Подобного сочетания полезных
характеристик и относительной простоты при этом нет ни у одного другого
способа тепловой защиты в Мире.
Реализация проектов ГЛА с АТТЗ позволит многократно повысить
научно-технический статус России в мире, создать множество рабочих мест за
счет создания множества мелких и средних высокотехнологичных
предприятий.
Еще одним несомненным преимуществом является то, что на
современном уровне науки и техники возможно получение достаточно высоких
параметров АТТЗ (см. выше). А работа в данном направлении позволит
улучшить их.
В отличие от теплозащиты Space Shuttle, которая аблирует в полете и
требует частичной или полной замены между полетами, АТТЗ сохраняет свою
форму и характеристики, поскольку основные узлы состоят из металлов и
сплавов, технологии обработки и получения которых освоены достаточно
давно.
Возможно создание целого класса ГЛА, а его дальнейшее развитие
позволит создать большой отрыв от конкурентов.
Рынок сбыта
По мере развития технологий высокоскоростного полета в атмосфере все
больше возникает необходимость в тепловой защите. Уникальные технические
характеристики АТТЗ, особенно для многоразовых ГЛА, обеспечат высокий
спрос. Простота, долговечность в ансамбле с высокими характеристиками
позволит окупить ее использование в течение небольшого временного
промежутка.
Спрос обеспечивается прежде всего со стороны государства, по мере
расширения парка ГЛА.
Кроме того, в мире идет переход аэрокосмической отрасли от государства
к частному предпринимательству (SpaceX, например).
Потенциальными покупателями могут выступить крупные представители
Авиационной и Ракетно-Космической Промышленнсти России (ГКНЦП им.
Хруничева, РКК Энергии и др.) и, может быть, Мира (EADS Astrium, Boening,
Lockheed Martin), поскольку предлагаемая тепловая защита обладает
уникальными свойствами и не имеет близких аналогов. Уникальность
заключается в существенном снижении теплового нагрева элементов
конструкции ГЛА с одновременным получением значительных количеств
электрической энергии за счет электронного охлаждения - передачи энергии
аэродинамического нагрева электронам с последующим превращением ее в
электричесво. Данная АТТЗ открывает новые возможности в деле разработки и
создания разнообразных типов летательных аппаратов не имеющих аналогов в
Истории, обладающих уникальными характеристиками, такими как
повышенная энерговооруженность и устойчивость к воздействию интенсивных
потоков тепла при полете в атмосфере.
Общий принцип АТТЗ можно использовать в различных областях
промышленности и производства, там, где есть источники бросового тепла.
Порядок коммерциализации результатов разработки
Порядок коммерциализации результатов разработки состоит из трех
этапов:
1. Покупка набора современного автоматизированного оборудования,
обеспечивающего возможность по компьютерной модели изготовить элементы
АТТЗ любой сложности. Это сократит время создания опытного образца,
снизит до приемлемых значений риски и заложит основы массового
производства.
2. Покупка оборудования для проведения эксперимента и отработок
получаемых изделий, установка которых планируется
на имеющихся
свободных площадях.
3. Продвижения полученной системы на рынках, прежде всего
Российском, а, впоследствии, и Мировом. Например, можно проводить
публичные демонстрации работы АТТЗ на выставках и специальных
мероприятиях, производить патентование за рубежом.
Ведение дополнительно исследований в данной области, за счет прибыли,
позволит улучшить систему АТТЗ, разработать другие полезные коммерческие
системы, а научные результаты, получаемые в рамках исследований, будут
способствовать повышению престижа организации, и явятся основой для
дальнейших коммерческих разработок.
Организация работ
Состав «команды проекта»:
Научный руководитель: Керножицкий Владимир Андреевич, к.т.н.,
доцент БГТУ ВОЕНМЕХ
Исполнители:
Колычев Алексей Васильевич, аспирант БГТУ ВОЕНМЕХ.
Гаврилов Владимир Викторович, старший преподаватель БГТУ
ВОЕНМЕХ, аспирант
К организации работ планируется призвать работников БГТУ ВОЕНМЕХ,
обладающих высочайшей квалификацией соответствующей статусу работников
сферы науки и образования.
Научные связи БГТУ ВОЕНМЕХ позволят привлечь к реализации
проекты ведущие предприятия и специалистов Авиационной и РакетноКосмической промышленности РФ.
Привлечение зарубежных организаций не планируется.
Состояние и источники инвестирования в реализацию проекта
Планируется привлечь к сотрудничеству ведущие организации
Авиационной и Ракетно-Космической промышленности РФ.
Предстоящие затраты по проекту
Затраты по проекту на данном этапе оценить проблематично.
Однако, можно утверждать, на настоящем этапе основные затраты равны
стоимости специального автоматизированного оборудования для изготовления
изделий любой сложности по команде с ЭВМ. Эти затраты являются
основными на пути коммерциализации предлагаемой системы. В дальнейшем,
проведение испытаний возможно на базе имеющих мощностей БГТУ
ВОЕНМЕХ.