Аэродинамические характеристики тонких конических оболочек при сверхзвуковых скоростях набегающего потока

Инженерный журнал: наука и инновации

# 4·2017 1

УДК 533.6.011 DOI 10.18698/2308-6033-2017-4-1610

Аэродинамические характеристики тонких конических

оболочек при сверхзвуковых скоростях набегающего

потока

МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, 105005, Россия

Рассмотрены аэродинамические характеристики тонких отделяемых от ракет-

носителей оболочек конической формы. Проведено математическое моделирова-

ние обтекания при сверхзвуковых скоростях набегающего потока, получены аэро-

динамические характеристики для различных конических оболочек. Построены

графики зависимостей аэродинамических коэффициентов от угла атаки, отоб-

ражающие влияние геометрических параметров исследуемых моделей на их аэро-

динамические характеристики. Показано, что результаты расчетов хорошо со-

гласуются с имеющимися экспериментальными данными.

Ключевые слова:

аэродинамические характеристики, ракета-носитель, отделяе-

мые элементы, головной обтекатель, конические оболочки, моделирование обте-

кания, SolidWorks Flow Simulation

Введение.

При достижении высоких слоев атмосферы осуществ-

ляется сброс головного обтекателя ракеты-носителя путем разделе-

ния его на несколько створок, которые достигают поверхности Зем-

ли. Траектория падения отделившегося элемента и размеры районов

падения зависят от его аэродинамических характеристик (АДХ). Го-

ловные обтекатели большинства ракет-носителей, как правило, пред-

ставляют собой тонкие оболочки и имеют цилиндрическую и кони-

ческую части [1].

Исследованию острых и затупленных конических тел как элементов

конструкций сверхзвуковых летательных аппаратов уделялось большое

внимание. Имеются многочисленные результаты как эксперименталь-

ных исследований, проведенных в ЦАГИ, ЦНИИмаше [2, 3] и др., так

и численных расчетов [4, 5]. В то же время АДХ оболочек исследо-

ваны мало, получены только некоторые АДХ головных обтекателей

конкретных ракет-носителей без проведения параметрических иссле-

дований [6–9].

В данной работе проанализированы АДХ конических оболочек,

полученные путем численного моделирования в пакете SolidWorks

Flow Simulation.

Постановка задачи.

Рассмотрены тонкие конические оболочки с

различными геометрическими характеристиками, представленными

на рис. 1 и в таблице.