1
УДК 621.452.22:[533.6.011.6+533.6.011.8]
Расчетное моделирование теплового состояния
элементов воздухозаборного устройства прямоточного
воздушно-реактивного двигателя
© А.В. Чаплыгин
1
, Б.Б. Петрикевич
1
, А.А. Тихонов
2
1
МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, 105005, Россия
2
ОАО «Корпорация «МИТ», Москва, 127273, Россия
Исследованы особенности расчета высокоскоростных течений. Осуществлена
проверка корректности данных численного моделирования в программе FloEFD на
примере решения тестовой газодинамической задачи. Проведено сравнение полу-
ченных результатов с данными, определенными на основе решения апроксимаци-
онного уравнения. Дана оценка влияния каталитической активности поверхности
на параметры теплообмена. Обоснован выбор упрощенной модели радиационного
теплообмена. Осуществлено численное решение системы уравнений Навье —
Стокса для задачи сверхзвукового обтекания воздухозаборного устройства пря-
моточного воздушно-реактивного двигателя. Получены основные параметры те-
чения для характерных областей проточного тракта. Проведено сравнение дан-
ных численного моделирования системы косых скачков уплотнения с результата-
ми оценочного расчета параметров скачков по соотношениям теории изоэнтро-
пических течений. Получено распределение конвективного теплового потока по
поверхности воздухозаборного устройства.
Ключевые слова:
численное моделирование, прямоточный воздушно-реактивный
двигатель, тепловой поток, скачок уплотнения, FloEFD.
В настоящее время в ряде зарубежных стран и в России активно
ведутся работы по созданию высокоскоростного летательного аппа-
рата с прямоточным воздушно-реактивным двигателем (ПВРД).
Существенные успехи в этой области достигнуты в США [1] при
реализации программ X-43 и X-51A. В их рамках проведен большой
объем стендовых и летных испытаний. Следует отметить, что испы-
таниям моделей и летных лабораторий-демонстраторов предшество-
вали многолетние расчетные исследования в крупнейших научных
центрах (НИЦ им. Эймса, «Боинг»). Подобный подход позволил со-
кратить объем экспериментальных работ, избежать затрат на созда-
ние заведомо неработоспособных изделий, получить большую базу
аналитических данных, существенно упрощающих дальнейшие зада-
чи проектирования и оптимизации конструкции ПВРД, что подчер-
кивает важность численного моделирования при разработке двигате-
лей данного типа.
В представленной работе показан пример решения задачи по
оценке теплового состояния воздухозаборного устройства перспек-
тивного ПВРД.
