42
ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Естественные науки”. 2012
УДК 533.6.011
Н.И. Сидняев
ЧИСЛЕННАЯ МЕТОДИКА РАСЧЕТА
ОБТЕКАНИЯ КОМЕТНЫХ ТЕЛ
В УСЛОВИЯХ РАЗРУШЕНИЯ ПОВЕРХНОСТИ
Изложены аспекты взаимодействия влетающих с гиперзвуковой
скоростью кометных тел с атмосферой планеты. Предложен
численный алгоритм и приведены результаты исследований обте-
кания сферических метеорных тел в условиях разрушения. Опре-
делены важнейшие газодинамические параметры в ударном слое.
E-mail: Sidn_ni.mail.ru
Ключевые слова:
Гиперзвук, атмосфера, ударная волна, прогонка, ме-
теориты, ударный слой, разносная схема, граничные условия.
Изучением метеорных явлений занимаются исследователи весьма
широкого круга специальностей: астрономы; специалисты по гипер-
звуковой аэродинамике, тепло- и массообмену, молекулярной физике,
радиофизике, спектроскопии, плазме, геологии и др. Понимание про-
цессов взаимодействия крупных космических тел с атмосферами пла-
нет тесно связано с теорией образования кратеров на планете и важно
для правильной интерпретации различных наблюдений в атмосфере.
Известно, что 2/3 массы кометного ядра приходится на долю во-
дяного и «сухого» льда (снега), состоящего из оксида и диоксида уг-
лерода, а также еще более летучих веществ, и 1/3 — на нелетучие со-
единения. Таким образом, ядра комет представляют собой очень
«
грязный» лед или снег. Однако остается неясно, в каком виде неле-
тучие вещества примешаны к льдам. Испарение летучих веществ
становится заметным, когда кометное ядро приближается к Солнцу
на расстояние 4…5 а. е. и поверхность ядра нагревается до темпера-
тур, при которых начинается испарение наиболее летучих веществ.
Выделяющиеся газы, увлекая за собой каменистые и ледяные пылин-
ки, образуют вокруг ядра туманную оболочку — атмосферу кометы,
часто называемую ее головой. Ледяные пылинки быстро испаряются,
а каменистые, напротив, могут расти. В ближайших окрестностях яд-
ра из паров в результате конденсации молекул нелетучих веществ,
по-видимому, могут образовываться и новые, очень мелкие камени-
стые частицы. Голова кометы имеет своеобразную невидимую коро-
ну — огромную водородную оболочку (из атомарного водорода).
Расширяясь в космический вакуум, атмосфера кометы, не удержива-
емая уже слабыми силами тяготения ядра, непрерывно рассеивается в
межпланетном пространстве и существует лишь вблизи Солнца до
тех пор, пока газы, а вместе с ними и пыль выделяются из ядра
(
рис. 1).