4 / 13
Е.Р. Ашихмина, Т.Г. Агеева, П.В. Просунцов
4
Инженерный журнал: наука и инновации
# 12·2017
теплофизических характеристиках композиционных материалов кон-
струкции крыла. В процессе теплового проектирования требуется
выявить наиболее теплонагруженные участки крыла, оценить необ-
ходимость применения специальных мер тепловой защиты, выбрать
рациональные материалы и определить их толщину на различных
участках.
Моделирование аэродинамического обтекания.
Для определе-
ния тепловых нагрузок, возникающих в процессе полета МКА ТК,
проводилось моделирование аэродинамического обтекания в модуле
Fluid Flow
(
CFX
) программного пакета ANSYS Workbench. Рассмат-
ривалась задача обтекания модели МКА ТК однородным сверхзвуко-
вым потоком. При этом 3D-модель МКА ТК помещали в объем газо-
вой среды около 100 000 м
3
, на полусферической фронтальной
поверхности которой задавали значения скорости и направления тече-
ния газового потока. На плоской тыльной поверхности использовали
условие свободного истечения газа. Объем газовой среды выбирали
таким образом, чтобы возмущения, вносимые его боковыми стенками,
не оказывали влияния на поле скоростей в окрестности модели аппа-
рата. Моделирование проводилось для наиболее теплонагруженного
участка полета — спуска в атмосфере под максимальным углом атаки,
равным 35°. В качестве исходных данных о среде (воздух) использо-
ваны данные ГОСТ 4401-81.
По результатам моделирования обтекания МКА ТК для различ-
ных высот полета получены распределения температуры газа и ко-
эффициента теплоотдачи у его поверхности (рис. 4). Максимальная
температура газа на высоте 50 км составила 941 K.
Рис. 4.
Результаты моделирования аэродинамического обтекания на высоте 50 км
на 210-й с полета:
а —
температура газа у поверхности МКА ТК, K;
б
— коэффициент теплоотдачи, Вт/(м
2
K)