1 / 12 Next Page
Information
Show Menu
1 / 12 Next Page
Page Background

Инженерный журнал: наука и инновации

# 1

2016 1

УДК 533.6.01

Расчетно-теоретическое исследование взаимодействия

высокотемпературного сверхзвукового потока

с моделью летательного аппарата

© Д.А. Ягодников

1

, Н.И. Быков

2

, В.И. Томак

1

,

А.С. Бурков

1

, Н.Я. Ирьянов

1

1

МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, 105005, Россия

2

РКК «Энергия» им. С.П. Королева, Королев, 141070, Россия

Представлены результаты расчетно-теоретического исследования обтекания

модели профиля элемента летательного аппарата высокотемпературным пото-

ком с заданным значением скорости (М

н

= 4) и температуры торможения

(

Т* = 1134

К)

набегающего потока, представляющего собой продукты сгорания

керосино-воздушной смеси, которая истекает из сверхзвукового сопла жидкост-

ного ракетного двигателя, работающего по схеме жидкость — газ. Данная схема

испытаний модели имеет преимущества благодаря простоте реализации, боль-

шему времени работы по сравнению с импульсными установками, а также позво-

ляет регулировать температуру торможения потока. В результате расчетов с

использованием универсальной программной системы ANSYS 14.5 методом конеч-

но-элементного анализа получены поля распределения параметров рабочего тела

по соплу при работе газогенератора с установленным на оптимальном расстоя-

нии объектом испытания и без объекта, а также при наличии

крепления профиля.

Это позволило определить распределение давления по поверхности испытуемого

объекта и рассчитать максимальное усилие на крепящий кронштейн. Установле-

но также минимальное значение давления в камере генератора рабочего тела,

обеспечивающее безотрывное течение в сопле.

Ключевые слова:

сверхзвуковое обтекание профиля, жидкостной ракетный дви-

гатель, численное моделирование, ANSYS.

Введение.

Одно из направлений развития летательных аппаратов

(ЛА) связано с использованием новых конструкционных материалов,

в частности углерод-углеродных (УУКМ) и углерод-керамических

(УККМ) композиционных материалов [1–3]. Их внедрение в кон-

кретные образцы техники, изготовление из них эффективных элемен-

тов конструкций в большой степени определяются совершенством

экспериментальных установок, методик и аппаратно-программных

средств стендовой отработки, обусловливающих значительную эко-

номию материальных ресурсов и времени, особенно на этапе летных

испытаний ЛА.

В практике экспериментальной отработки УУКМ и УККМ и эле-

ментов конструкций камер двигателей ЛА используются различные

установки:

сверх- и гиперзвуковые аэродинамические (в некоторых случаях

газодинамические) трубы с различными способами подогрева рабо-

чего тела — воздуха и газа заданного химического состава;