Особенности численного моделирования высокоскоростных летательных аппаратов
Авторы: Алексеева М.М., Брыков Н.А., Вихрова И.А.
Опубликовано в выпуске: #1(97)/2020
DOI: 10.18698/2308-6033-2020-1-1946
Раздел: Авиационная и ракетно-космическая техника | Рубрика: Аэродинамика и процессы теплообмена летательных аппаратов
Рассмотрены особенности протекающих процессов при высоких скоростях на примере решения внешней и внутренней задач газодинамики высокоскоростного летательного аппарата (ВЛА). На основе специфики этих процессов составлена математическая модель, которая позволяет исследовать аэродинамику обтекания тела высокоскоростным потоком в плотных слоях атмосферы и процессы, протекающие в камере сгорания. Создание новых ВЛА представляет большой интерес, так как разработка таких аппаратов связана с необходимостью проведения экспериментов и летных испытаний. Организация реальных физических экспериментов в области высоких скоростей сопряжена со значительными трудностями, которые могут быть решены с помощью метода численного моделирования, что позволяет существенно упростить процесс создания новых изделий. При разработке ВЛА необходимо учитывать специфические аэродинамические и теплофизические особенности процессов, протекающих на поверхности летательного аппарата и в ударном слое.
Литература
[1] Reubush D.E., Nguyen L.T., Rausch V.L. Review of X-43A return to flight activities and current status. In: 12th AIAA International Space Planes and Hypersonic Systems and Technologies, International Space Planes and Hypersonic Systems and Technologies Conf. (Norfolk, Virginia,), 2003. AIAA 2003-7085.
[2] Ferlemann S.M., McClinton C.R., Rock K.E., Voland R.T. Hyper-X Mach 7 Scramjet Design, Ground Test and Flight Results. In: AIAA/CIRA International Space Planes and Hypersonic Systems and Technologies, AIAA 2005-3322. https://doi.org/10.2514/6.2005-3322
[3] Волков К.Н., Емельянов В.Н., Карпенко А.Г. Численное моделирование газодинамических и физико-химических процессов при обтекании тел гиперзвуковым потоком. Вычислительные методы и программирование, 2017, т. 18, вып. 4, с. 387–405.
[4] Scanlon T.J., White C., Borg M., Palharini R.C., Farbar E., Boyd I., Reese J., Brown R. Open source DSMC chemistry modelling for hypersonic flows. AIAA Journal, 2014. https://doi.org/10.2514/1.J053370
[5] Dubois J. Radiation calculation in non-equilibrium shock layer. In: Proceedings of the International Workshop on Radiation of High Temperature Gases in Atmospheric Entry, 2004, Part II (ESA SP-583), pp. 41–47.
[6] Суржиков С.Т. Метод расчета сверхзвукового обтекания сферы на основе AUSM конечно-разностных схем. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение, 2005, № 3, с. 7–33.
[7] Sinha K., Vadivelan С. Effect of angle of attack on re-entry capsule after body flow field. In: Proceedings of 46th American Institute of Aeronautics and Astronautics Aerospace Sciences Meeting and Exhibit. Reno, Nevada, USA, 7–10 January, 2008, AIAA Paper 2008-1282.
[8] Железнякова А.Л., Суржиков С.Т. Численное моделирование поля течения при входе в атмосферу Земли спускаемого аппарата с аэродинамическим качеством. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение, 2009, № 2, с. 3–25.
[9] Борисов В.Е. Активное воздействие на обтекание гиперзвуковых летательных аппаратов. Препринты ИПМ им. М.В. Келдыша № 137, 2016, с. 3–12.
[10] Железнякова А.Л., Суржиков С.Т. Применение метода расщепления по физи-ческим процессам для расчета гиперзвукового обтекания пространственной модели летательного аппарата сложной формы. Теплофизика высоких температур, 2013, т. 51, № 5, с. 1–15.
[11] Ван-Дайк М. Альбом течений жидкости и газа. Москва, Мир, 1986, с. 170.