Семинар по фундаментальным проблемам аэродинамики в формате видеоконференции ЦАГИ им. Н.Е. Жуковского, ИТПМ СО РАН, СПбПУ, ИМех МГУ
Тема: Газодинамика старта
Авторы: Александр Викторович Сафронов, Сергей Николаевич Шипилов (ФГУП ЦНИИмаш) safronov@tsniimash.ru
Для безопасности ракет-носителей на старте от воздействия струй и волн при запуске двигательных установок требуется выбрать оптимальную газодинамическую схему пускового устройства и определить газодинамические воздействия на конструкции. Сложная задача отработки газодинамики старта разделяется по физическим особенностям, методам теоретического описания и методам моделирования на процессы четырех видов: ударно-волновые, газодинамические, тепловые и акустические. Реализация этих процессов при старте происходит как в определенной последовательности, так и во взаимовлиянии. Единого метода математического моделирования этих процессов с учетом взаимовлияния, а также оценки снижения нагрузок при старте, обусловленного работой систем водоподачи, в настоящее время не разработано. Этим определяется необходимость проведения обширных исследований газодинамики старта при создании и модернизации ракетно-стартовых комплексов. В работе представлена методология отработки газодинамики старта ракет, включающая разномасштабное физическое моделирование и расчетно-теоретический анализ процессов, которая реализована при создании ракеты-носителя «Ангара» [1, 2]. Один из видов исследования – маломасштабное моделирование ударно-волновых процессов – показал высокую эффективность в процессе отработки ракеты-носителя «Ангара» с учетом водоподачи [2]. Работа выполнена при частичной поддержке гранта РФФИ №14-08-01149.
Показано, что для практического диапазона значений параметров задачи на заключительном участке траектории происходит квазистабилизация угла атаки тела при случайной ориентации по крену, что приводит к неустойчивости траектории и, как следствие, к качественно новой топологии области рассеивания: вместо номинальной точки падения следует выделять номинальное неодносвязное множество типа кольца. Размеры областей рассеивания с такой топологией зависят уже не столько от традиционно рассматриваемых случайных возмущений, сколько от аэродинамического качества тела на балансировочном угле атаки, и для характерных форм ОЧ могут превосходить выделяемые зоны отчуждения.
Литература:
- Землянский Б.А., Сафронов А.В. и др. Методология исследований аэротермодинамики и тепловых режимов в обеспечение разработки изделий ракетно-космической техники. 2016. 384 с.
- Белошенко Б.Г., Бут А.Б., Казаков А.А., Шипилов С.Н. Исследование ударно-волновых процессов при старте ракеты-носителя в момент включения её двигателя с работающей системой водоподачи. Космонавтика и ракетостроение, 2014, №4(77).
- доц. каф. гидроаэродинамики Николай Георгиевич Иванов
- +7 (812) 297-24-19
- +7 921 326-06-04
- Информационное письмо