Расчетное исследование газодинамических процессов при запуске двигательной установки системы аварийного спасения

Инженерный журнал: наука и инновации

# 4·2016

УДК 004.3+519.6

DOI 10.18698/2308-6033-2016-04-1484

Расчетное исследование газодинамических процессов

при запуске двигательной установки системы

аварийного спасения

АО «Корпорация «МИТ», Москва, 127273, Россия

Представлены результаты численного моделирования нестационарных газодина-

мических процессов, сопровождающих запуск двигательной установки перспек-

тивной системы аварийного спасения. Расчет проведен для нескольких характер-

ных точек траектории выведения с использованием пакета FloEFD. Показано,

что максимальные нестационарные нагрузки реализуются при включении двигате-

ля системы аварийного спасения в начальной точке траектории, соответствую-

щей условиям у поверхности Земли.

Ключевые слова:

двигательная установка; неустановившаяся струя; система ава-

рийного спасения; режим работы двигателя; взаимодействие струй.

Введение.

Расчеты струйных течений представляют собой слож-

ную и актуальную инженерную задачу, имеющую широкий спектр

применения в ракетно-космической промышленности [1]. В послед-

ние годы наблюдается особый интерес к численному моделированию

взаимодействия струйных течений с преградами, при этом внимание

уделяется исследованию структур течения и оценке уровней неста-

ционарных нагрузок. Одним из примеров технического приложения

указанной задачи является работа двигательных установок (ДУ) си-

стемы аварийного спасения (САС) [2, 3].

Система аварийного спасения — это космическая система, пред-

назначенная для отделения возвращаемого аппарата пилотируемого

модуля с экипажем от ракеты-носителя при авариях на старте и на

участке выведения, а также для отделения и увода от ракеты-

носителя элементов САС при штатном полете. В работе рассматрива-

ется перспективная САС типа «Орион» (рис. 1), включающая в себя

две двигательные установки: основной ракетный двигатель (ОРД) и

ракетный двигатель экстренного отделения (РДЭО). Основной ракет-

ный двигатель срабатывает в случае аварийной ситуации на началь-

ном участке полета первой ступени ракеты-носителя, а РДЭО — в

случае аварии после штатного отделения головного отсека с ОРД.

(Пр име ч ани е. Точки 1–3 (см. рис. 1) лежат в плоскости симметрии

сопла РДЭО, точки 1

′

–4

′

— в плоскости симметрии сопла ОРД.)

На практике для решения подобного рода задач используют как

специализированные программы, предназначенные для моделирова-

ния конкретных типов течений при упрощенной форме расчетной