Исследование методов решения задач определения теплового нагружения конструкции летательного аппарата на стартовом участке


Авторы

Денисов М. А.1, 2*, Медведь В. С.1**, Лудильщикова С. И.1

1. Корпорация «Тактическое ракетное вооружение», ул. Ильича, 7, Королёв, Московская область, 141080, Россия
2. Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана, 2-я Бауманская ул., 5, стр. 1, Москва, 105005, Россия

*e-mail: mikdenisov@gmail.com
**e-mail: mvbarny11@gmail.com,

Аннотация

В статье рассмотрены методики расчёта теплового нагружения отсека летательного аппарата (ЛА) с использованием критериальных уравнений, прямого моделирования связанной задачи тепломассообмена и комбинированного решения задачи с разделением расчётных областей на внешнюю и внутреннюю задачи тепломассообмена. Приведены основные положения и допущения использованных методик расчёта температурного состояния, результаты кросс-верификации методик расчёта теплового состояния ЛА. Представлены результаты валидации решения задач температурного состояния ЛА в условиях действия быстропротекающих процессов по результатам натурного моделирования. В результате исследований подтверждена применимость упрощённой методики для расчёта температурного нагружения отсека ЛА с отклонением не более 7 °С от результатов, полученных в процессе натурного эксперимента.

Ключевые слова:

валидация, эксперимент, конструкция летательного аппарата, теплообмен, летательный аппарат, математические методы

Библиографический список

  1. Ямалиев Р.Р., Завьялов Р.А., Суханов А.В. Инструментарий решения проблем создания сложной наукоемкой продукции // Вестник УГАТУ 2010. №3 (38);
  2. Землянский  Б.А. (ред.). Конвективный теплообмен летательных аппаратов. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2014, 380 с.;
  3. Носатов В. В., Семёнов П. А. Расчётно–экспериментальное исследование сверхзвукового турбулентного отрывного течения и локальной теплоотдачи в плоском канале с внезапным расширением // Машиностроение и компьютерные технологии. 2013. №09.;
  4. Зинченко В.И., Гольдин В.Д. Решение сопряжённой задачи нестационарного теплообмена при сверхзвуковом обтекании затупленного по сфере конуса // Газодинамика в технологических процессах. 2019. т. 92, №1.;
  5. Chettri, С. (2018). Numerical solution of a 2D flow over a backward facing step // ResearchGate, 2018, DOI:10.13140/RG.2.2.28668.64646.;
  6. Ширяев А.В., Серебрянский С.А. Методы снижения температурного нагрева конструкции сверхзвукового самолёта // Пятнадцатая международная конференция. «Управление развитием крупномасштабных систем» (MLSD’2022)., 2022. DOI: 10.25728/mlsd.2022.0925;
  7. Гусев С.А., Николаев В.Н. Математическое моделирование теплового состояния герметизированного отсека гиперзвукового самолёта // Известия Самарского научного центра РАН. 2018. №6.;
  8. Zhu L., Song. J, Hu B., Xu Z. Numerical Investigation on the Interaction between Rocket Jet and Supersonic Inflow // 2023 J. Phys.: Conf. Ser. 2460 012066;
  9.  Калинин Э.К., Дрейцер Г.А., Костюк В.В., Бердин И.И.. Методы расчёта сопряжённых задач теплообмена. М.: Машиностроение, 1983, 232 с.;
  10. Авдуевский В.С., Галицейский Б.М., Глебов Г.А. Основы теплопередачи в авиационной и ракетно-космической технике: Учебник для авиационных специальностей вузов. М.: Машиностроение, 1992, 529 с.;
  11. Николаев В.Н. Экспериментально-теоретические исследования теплового состояния приборного отсека фоторазведчика // Вестник СГАУ. 2011. №6;
  12. ANSYS FLUENT 2022 R1 Theory Guide. Ansys Inc., 2022;
  13. Srinivasan S., Tannehill J.C., Weilmuenster K.J. Simplified Curve Fits for the Thermodynamic properties of Equilibrium Air. NASA, 1987;
  14. Смоленцев Н.А., Самсонов К.С., Блинов П.А., Медведь В.С. Разработка методики проведения цифровых прочностных испытаний конструкции летательного аппарата при многофакторном нагружении // Тепловые процессы в технике. 2023. Т. 15. №1. С. 31-38. DOI: 10.34759/tpt-2023-15-1-31-38;
  15. Землянский Б.А., Анфимов Н.А., и др. Методологические основы научных исследований при обосновании направлений космической деятельности, облика перспективных космических комплексов и систем их научно-технического сопровождения. – Т. 4 Методология исследований аэротермодинамики и тепловых режимов в обеспечение разработки изделий ракетно-космической техники.  М.: Дашков и К, 2016. – 384 с;
  16. Головнёв И.Г., Лапшин К.В., Соколов О.В. Моделирование аэродинамического нагрева элементов ЛА при интервальной неопределённости определяющих параметров // Доклады Юбилейной всероссийской научно-технической конференции «Авиационные системы в XXI веке», Москва, 2022.

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2018-2025