Расчет аэродинамических характеристик и параметров обтекания створки головного обтекателя ракеты-носителя в пакете ANSYS CFX
Опубликовано: 21.05.2018
Авторы: Луценко А.Ю., Назарова Д.К., Слободянюк Д.М.
Опубликовано в выпуске: #5(77)/2018
DOI: 10.18698/2308-6033-2018-5-1766
Раздел: Авиационная и ракетно-космическая техника | Рубрика: Аэродинамика и процессы теплообмена летательных аппаратов
Рассмотрены аэродинамические характеристики тонкостенной оболочки, представляющей собой модель створки отделяющегося головного обтекателя типовой ракеты-носителя. Проведено математическое моделирование обтекания модели при транс- и сверхзвуковой скорости набегающего потока, получены аэродинамические коэффициенты, построены зависимости аэродинамических характеристик от угла атаки. Расчетные данные сопоставлены с экспериментальными значениями, получено удовлетворительное совпадение результатов. Исследованы различные варианты пассивной стабилизации створки, проведена сравнительная оценка их эффективности
Литература
[1] Потапов А.М., Коваленко В.А., Кондратьев А.В. Cравнение головных обтекателей существующих и перспективных отечественных ракет-носителей и их зарубежных аналогов. Авиационно-космическая техника и технология, 2015, № 1 (118), c. 35–43.
[2] Дядькин А.А., Крылов А.Н., Луценко А.Ю., Михайлова М.К., Назарова Д.К. Особенности аэродинамики тонкостенных конструкций. Космическая техника и технологии, 2016, № 3 (14), c. 15–25.
[3] Trushlyakov V., Lempert D., Zarko V. The use of thermite-incendiary compositions for burning of fairing of space launch vehicle. New Trends in Research of Energetic Materials. 18th International Seminar, 2015, vol. 2, pp. 901–904.
[4] Шатров Я.Т., Баранов Д.А., Трушляков В.И., Куденцов В.Ю., Ситников Д.В., Лемперт Д.Б. Технологии снижения техногенного воздействия пусков ракет космического назначения на окружающую среду. Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета имени академика С.П. Королёва (национального исследовательского университета), 2016, т. 15, № 1, c. 139–150. DOI: 10.18287/2412-7329-2016-15-1-139-150
[5] Елисейкин С.А., Подрезов В.А., Полуаршинов А.М., Ширшов Н.В. Проблемные вопросы расчета районов падения отделяющихся частей ракет-носителей. Труды Военно-космической академии им. А.Ф. Можайского, 2016, № 655, с. 107–113.
[6] Кокушкин В.В., Петров Н.К., Борзых С.В., Яськов В.В. Разработка и моделирование процессов отделения крупногабаритных ракетно-космических блоков. Космическая техника и технологии, 2013, № 1, с. 44–55.
[7] Hu H., Wang J., Lu W. Simulation and Analysis of Fairing Jettison from Soun- ding Rocket. Journal of Aeronautics, Astronautics and Aviation, 2008, Series A, vol. 40, no. 4, pp. 237–244.
[8] Алабова Н.П., Брюханов Н.А., Дядькин А.А., Крылов А.Н., Симакова Т.В. Роль компьютерного моделирования и физического эксперимента в исследованиях аэрогазодинамики ракетно-космических систем в процессе проектирования. Космическая техника и технологии, 2014, № 3 (6), c. 14–21.
[9] Арсеньев В. Н., Булекбаев Д. А. Метод уточнения модельных значений параметров атмосферы для прогнозирования районов падения отделяемых частей ракет-носителей. Известия высших учебных заведений. Сер. Приборостроение, 2014, т. 57 , № 1, с. 5–10.
[10] Булекбаев Д.А., Богачев С.А., Кубасов И.Ю., Полуаршинов А.М. Методика определения характеристик районов падения отделяющихся частей ракет-носителей с учетом разрушения отделяющихся частей и оперативных данных о состоянии атмосферы. Труды Военно-космической академии им. А.Ф. Можайского, 2012, № 635, с. 14–17.
[11] Машиностроение. Энциклопедия. Ракетно-космическая техника. Кн. 1. Т. IV–22. Москва, Машиностроение, 2012, c. 275–276.
[12] Аксенов А.А., Дядькин А.А., Москалев И.В., Петров Н.К., Симакова Т.В. Компьютерное моделирование течения и относительного движения возвращаемого аппарата и крышки люка парашютного контейнера в процессе их разделения на участке спуска. Космическая техника и технологии, 2015, № 2 (9), c. 39–50.
[13] Дядькин А.А., Луценко А.Ю., Назарова Д.К. Математическое моделирование обтекания тонкостенных конструкций в до- и трансзвуковом диапазоне скоростей. Научный вестник Московского государственного технического университета гражданской авиации, 2016, № 223 (1), с. 45–50.
[14] Харитонова А.Н., Шахов В.Г. Особенности решения пространственных задач обтекания ракет-носителей с надкалиберными головными обтекателями с использованием программного комплекса ANSYS FLUENT. Вест- ник Самарского государственного аэрокосмического университета, 2012, № 4 (35), с. 116–123.
[15] Xuechang Z., Xiaojing Y., Yan H. Aerodynamic Characteristics of Fairing Separation at Initial Opening Angle. Proceedings of the 1st International Conference on Mechanical Engineering and Material Science, 2012, pp. 259–262. DOI: 10.2991/mems.2012.160
[16] Коваленко В.В., Кравцов А.Н., Мельничук Т.Ю. Cопротивление конических носовых частей при сверхзвуковом обтекании. Ученые записки ЦАГИ, 2011, № 1, с. 31–36.
[17] Савкина Н.В., Биматов В.И., Христенко Ю.Ф. Расчет обтекания и аэродинамических характеристик острого конуса на основе решения прямой задачи нелинейной аэробаллистики. Вестник Томского государственного университета, 2014, № 1 (27), с. 110–116.
[18] Mahamuni P., Bransali P., Kulkarni A., Parikh Y. Aerodynamic Study of Payload Fairing. International Journal of Innovative Research in Science, Engineering and Technology, 2015, vol. 4, pp. 915–920. DOI: 10.15680/IJIRSET.2015.0403018
[19] Луценко А.Ю., Назарова Д.К., Фомин М.А. Аэродинамические характеристики тонких конических оболочек при сверхзвуковых скоростях набегающего потока. Инженерный журнал: наука и инновации, 2017, вып. 4 (64). DOI: 10.18698/2308-6033-2017-4-1610
[20] Давыдович Д.Ю. Анализ существующих подходов к снижению площадей районов падения створок головных обтекателей. Проблемы разработки, изготовления и эксплуатации ракетно-космической техники и подготовки инженерных кадров для авиакосмической отрасли. Сб. трудов конф. Омск, 30–31 мая 2016 г., с. 29–36.
[21] ANSYS CFX-Solver Theory guide. ANSYS Inc., 2009.