Моделирование влияния несимметричного обтекания на процесс обгара затупленного клина из углерод-углеродного композитного материала при высокоскоростном полете с заданным углом атаки


Авторы

Горский В. В.1, 2, Бродский М. Ю.1*, Никитин А. А.3

1. Военно-промышленная корпорация «НПО машиностроения», ул. Гагарина, 33, Реутов, Московская область, 143966, Россия
2. Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана, 2-я Бауманская ул., 5, стр. 1, Москва, 105005, Россия
3. АО «Концерн «Моринформсистема-Агат», Москва, Российская Федерация

*e-mail: m.yu.brodskij@vpk.npomash.ru

Аннотация

На современном этапе развития техники при проектирования высокоскоростных летательных аппаратов существует объективная необходимость оснащения их абляционной тепловой защитой. При этом траектории высокоскоростных летательных аппаратов обычно содержат участки, на которых полет осуществляется с ненулевыми углами атаки. В этой связи представляет определенный интерес проведение исследования влияния, оказываемого несимметричным обтеканием на абляцию углерод-углеродных композитных материалов на кромках аэродинамических поверхностей при высоких сверхзвуковых скоростях полета. Данная статья базируется на результатах предыдущих работ научной школы «ВПК «НПО машиностроения». Используемые модели и методики основываются на результатах фундаментальных экспериментов и прошли проверку практикой. 

Ключевые слова:

несимметричное обтекание, затупленный клин, обгарная форма тела, летящего под углом атаки, ламинарно-турбулентный теплообмен, УУКМ

Библиографический список

  1. Горский В.В., Реш В.Г. Исследование аэротермохимического разрушения углеродного материала в струе продуктов сгорания ЖРД // Материалы XXXXIV симпозиума по механике и процессам управления, посвященного 90-летию академика В.П. Макеева (23–25 декабря 2014 года, г. Миасс Челябинской обл.). М.: РАН, 2014. Т. 1. С. 97–108.
  2. Горский В.В., Саввина А.Г. Конвективный теплообмен и трение в тонком ламинарно-турбулентном пограничном слое на непроницаемой боковой поверхности затупленных конусов малого удлинения // Вестник МГТУ им. Н. Э. Баумана. Серия "Машиностроение" 2021. № 3. С. 25–37.
  3. Valio-Laurin R. Laminar Heat Transfer on three-dimensional blunt nosed Bodies in hypersonic Flow // ARS Journal. 1959. V. 29, № 2. pp. 123–129.
  4. Алифанов О.М., Ненарокомов А.В. Трехмерная граничная обратная задача теплопроводности // Теплофизика высоких температур. 1999. Т. 37. № 2. С. 231–238.
  5. Горский В.В., Ватолина Е.Г., Братчев А.В. и др. (ред.) Математическое моделирование тепловых и газодинамических процессов при проектировании летательных аппаратов. М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2011. 212с.
  6. Лунев В.В. Течение реальных газов с большими скоростями. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2007. 760 с.
  7. Горский В.В., Бродский М.Ю. Алгоритм газодинамического расчета на асимметричных конусах методом локальных клиньев и конусов // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Серия «Машиностроение». 2023. № 1. С. 22–37.
  8. Авдуевский В.С. Приближенный метод расчета трехмерного пограничного слоя на линии растекания // Изв. АН СССР. ОТН. Механика и машиностроение, 1962. № 2. С. 11–16.
  9. Горский В.В., Ватолина Е.Г. Аппроксимационные формулы для расчета энтальпии равновесного воздуха в широком диапазоне изменения температур и давлений // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Естественные науки. 2002. № 2. С. 76–83
  10. Эккерт Е. Инженерные методы расчета ламинарного и турбулентного пограничного слоя при обтекании поверхностей с постоянным давлением и температурой потоком газа большой скорости // Вопросы ракетной техники. 1957. № 4. С. 3.
  11. Лунев В.В. Метод среднемассовых величин для пограничного слоя с поперечной неоднородностью // Изв. АН СССР. Механика жидкости и газа. 1967. № 1. С. 127.
  12. Землянский Б.А., Лунев В.В., Власов В.И. и др. (ред.) Конвективный теплообмен летательных аппаратов. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2014. 377 с.
  13. Anderson A.D. Surface roughness effect. Boundary layer transition data correlation and analysis // Passive Nosetip Technology (PANT) Program. 1974. Part III, SAMSO TR-74-86.
  14. Горский В.В., Носатенко П.Я. Математическое моделирование процессов тепло – и массообмена при аэротермохимическом разрушении композиционных теплозащитных материалов на кремнеземной основе. М.: Научный мир, 2008. 255 с.
  15. Пчелкин Ю.Д. Приближенный метод расчета уноса массы углеродных материалов в высокотемпературном потоке // Космонавтика и ракетостроение. 2014. № 2. С. 19–24.
  16. Горский В.В., Ковальский М.Н., Оленичева А.А. Об определении кинетики окисления углерода атомарным кислородом на базе анализа абляционных экспериментов в струях электодуговых установок // Инженерно-физический журнал. 2017. Т. 90. № 1. С. 133–137.
  17. Гурвич Л.В., Хачкурузов Г.А., Медведев В.А. и др. (ред.). Термодинамические свойства индивидуальных веществ. М.: Изд-во АН СССР, 1962. Т. 2. 919 с.
  18. Пахомов Ф.М., Антонов В.А., Костин Г. Ф. и др. Теоретико-экспериментальное исследование сверхзвукового обтекания тел выпукло-вогнутой конфигурации / Вестник Томского государственного университета. 2009. № 4. С. 93–97.

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2018-2025