4 / 13
Т.Г. Агеева, К.В. Михайловский
4
Инженерный журнал: наука и инновации
# 10·2016
МКА, а также от изменяющегося в течение полета угла тангажа. Ис-
ходя из предположения, что рассматриваемый туристический МКА
будет базироваться на полигоне «Капустин Яр», обладающем опытом
запуска на суборбитальные траектории и низкую околоземную орби-
ту экспериментальных космических аппаратов («Бор-1» — «Бор-5»,
1969–1988 гг. [11]), определены условия нагрева солнечным излуче-
нием и излучением, отраженным от атмосферы и поверхности Земли,
характерные для данного географического района [12]. Выявлено,
что в момент входа МКА в плотные слои атмосферы наветренная и
подветренная стороны крыла оказываются нагретыми до температур
23 и 44 °С соответственно. Указанные температуры были приняты в
качестве начальных для поверхности крыла при моделировании его
аэродинамического обтекания.
Этап 2.
Геометрическая модель представляла собой половину
крыла трапециевидной формы полуразмахом 4 м, со стреловидно-
стью 45º, относительной толщиной профиля 12 % и вогнутостью ме-
нее 1,5 %.
Моделирование нагрева трехслойной конструкции проводилось
исходя из следующих условий:
•
вокруг геометрической модели создан объем идеального газа в
виде куба с характеристиками, соответствующими воздуху на заданной
высоте полета [13];
•
на входе объема среды заданы компоненты вектора скорости,
на выходе — давление (в случае дозвукового обтекания) и свободное
течение среды (в случае сверхзвукового режима), три боковые стенки
среды считались свободно перемещающимися, а среда вблизи стенки
крыла — неперемещающейся, при этом в корне крыла заданы
условия симметрии;
•
скорость среды задана с переменным временным шагом (табл. 1);
•
форма и размеры крыла считались неизменными.
Таблица 1
Характеристики в точках траектории, для которых проводилось моделирова-
ние аэродинамического обтекания крыла МКА ТК
Время
полета τ,
с
Скорость
полета
V
,
м/с
Угол
атаки α,
град
Высота
полета
Н
,
м
Температура
окружающей
среды, ºС
Re·10
–5
Режим
обтекания
0
1 021
0
52 490
–5
1,90
т
20
839
0
70 083
–53
0,20
л
…
…
…
…
…
…
…
910
115
8
2 815
–3,2
261,94
т
1000
106
8
1 000
8,5
289,73
т
П р и м е ч а н и е : л — ламинарный режим; т — турбулентный режим.