Оптимизация параметров аэрокосмической системы с помощью CFD-моделирования
Авторы: Бузулук В.И., Михалёв С.М.
Опубликовано в выпуске: #9(69)/2017
DOI: 10.18698/2308-6033-2017-9-1668
Раздел: Авиационная и ракетно-космическая техника | Рубрика: Проектирование, конструкция и производство летательных аппаратов
Аэрокосмическая система основана на ракетном способе выведения на низкую орбиту, является трехступенчатой и состоит из дозвукового самолета-носителя, гиперзвукового самолета-разгонщика и воздушно-космического самолета. Для улучшения аэродинамического совершенства и летных характеристик аэрокосмической системы оптимизированы проектные параметры гиперзвукового самолета-разгонщика для трех видов горючего (водород, метан и керосин). Проведен расчет обтекания аэрокосмической системы в сборе и ее ступеней. Движение потока смоделировано решением уравнений Навье - Стокса с применением турбулентной модели Menter SST k-ω. Для валидации численных методов было проведено сравнение с имеющимися данными.
Литература
[1] Лозино-Лозинский Г.Е., Братухин А.Г., ред. Авиационно-космические системы. Сб. статей. Москва, Изд-во МАИ, 1997, 416 с.
[2] Anfimov N.A. Russian "Oryol" Program. ORYOL - FESTIP Cooperation Comparison of Concepts and First Conclusions. AIAA Journal, AIAA 1998-1544, 11 p.
[3] Sippel M., Schwanekamp T., Trivailo O., Kopp A., Bauer C., Garbers N. Space-Liner Technical Progress and Mission Definition. 20th AIAA International Space Planes and Hypersonic Technologies and Systems Conference. AIAA Journal, AIAA 2015-3582, 23 p.
[4] Михалев С.М. Аэрокосмическая система для межконтинентальных перелетов. Тр. МАИ, 2015, вып. 81. URL: http://www.mai.ru/science/trudy/published.php?ID=57706 (дата обращения 02.12.2016).
[5] Shkadov L., Denisov V., Lazarev V., Plokhikh V., Buzuluk V., Volodin S., Chervonenko K., Skipenko V. The comparative analysis of various aerospace system concepts. Acta Astranautica, 1995, vol. 35 (1), pp. 47-54.
[6] Бузулук В.И. Оптимизация траекторий движения аэрокосмических летательных аппаратов. Москва, ЦАГИ, 2008, 476 с.
[7] Menter F. Two-Equation Eddy-Viscosity Turbulence Models for Engineering Applications. AIAA Journal, 1994, vol. 32 (8), pp. 1598-1605.
[8] Филатьев А.С. Оптимизация ветвящихся траекторий авиакосмических систем. Тр. Первой междунар. авиакосмической конф. (Москва, 1992). Москва, Российская инженерная академия, 1995, т. 3, с. 72-79.
[9] Филатьев А.С. Практический путь повышения эффективности космических транспортных систем на основе внедрения строгих методов сквозной оптимизации. Авиакосмическая техника и технология, 1999, № 1, с. 23-30.
[10] Янова О.В. Оптимизация внедрения авиакосмической системы с учетом ограничений на участке возвращения самолета-носителя. Тр. Первой междунар. авиакосмической конф. (Москва, 1992). Москва, Российская инженерная академия, 1995, т. 3, с. 79-85.
[11] Давидсон Б.Х. Терминальное управление с использованием семейства попадающих траекторий в пространстве оскулирующих элементов орбиты. Проблемы создания перспективной авиационно-космической техники. Сб. статей. Москва, Физматлит, 2005, с. 316-322.