Номер: 2 (95) Год: 2017 (стр. 3 )

5. Zhu Z., Grover S., Krueger K. et al. Optical Rectenna Solar Cells Using Graphene Geometric Diodes. Proc. 37th IEEE Photovoltaic Specialists Conference (PVSC), 2011.

6. Moddel G., Zhu Z., Grover S. et al. Ultrahigh Speed Graphene Diode with Reversible Polarity. Solid State Communications, 2012, v. 152.

7. Графен в транспортной модели Ландауэра – Датты – Лундстрома. – ScienceRise, 2015, №2/2 (7), с. 94 – 105.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВОПРОСОВ  МЕХАНИКИ, АЭРОДИНАМИКИ, ТЕПЛООБМЕНА, ПРОЧНОСТИ И ДИНАМИКИ КОНСТРУКЦИЙ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ

, канд. техн. наук (ФГУП ЦНИИмаш, г. Королёв)

РАСЧЁТ  ТЕПЛООБМЕНА  В  ЗАПЫЛЁННОМ  СВЕРХЗВУКОВОМ  ПОТОКЕ

Проводится анализ имеющихся экспериментальных данных о теплообмене в сверхзвуковом запылённом потоке и известных зависимостей для расчёта тепловых потоков. Представляется разработанная на основании этого анализа, а также результатов исследований высокоскоростного (500 – 1700 м/с) соударения частиц с поверхностью моделей, выполненных из различных материалов, полуэмпирическая зависимость для расчёта теплообмена, которая позволяет получить хорошее совпадение расчётных и экспериментальных данных.

Ключевые слова: теплообмен, запылённый поток, частицы.

E. I. Gubanov. Heat Transfer Calculation in Dusty Supersonic Flow. The paper conducts an analysis of available experimental data on heat transfer in a supersonic dusty flow and known dependencies for the calculation of heat fluxes. It presents a semi-empirical dependence based upon the aforementioned analysis, and the results of high-speed (500 – 1700 м/s) collision of particles with models of various materials, for the purpose of heat transfer calculation which makes it possible to obtain a good coincidence of the calculated and experimental data.

Key words: heat transfer, dusty flow, particles.

ЛИТЕРАТУРА

1. Fleener W. A., Watson R. H. Convective Heating in Dust-Laden Hypersonic Flows. – AIAA Paper, 1973,  № 73 – 761.

2. , Котни Дж. Ф., Возрастание тепловых нагрузок в условиях обтекания тел запыленными гиперзвуковыми потоками. – Ракетная техника и космонавтика, 1975, т. 13, № 7, с. 83 – 99.

3. , Влияние запыленности рабочего потока гиперзвуковых аэродинамических труб на результаты измерений теплопередачи. – Инженерно-физический журнал, 1971, т. 21, № 5, c. 811 – 814.

4. , , Теплообмен в сверхзвуковом гетерогенном потоке. – Теплофизика высоких температур, 1992, т. 30, № 6, c. 1147 – 1153.

5. , , О природе аномального обтекания затупленных тел запыленным потоком гиперзвуковых аэродинамических труб. – Инженерно-физический журнал, 1970, т. 19, № 5, c. 925 – 928.

6. , , и др. Экспериментальное исследование процессов взаимодействия гетерогенных потоков с летящими телами. – Теплофизика высоких температур, 2008, № 4,  c. 562 – 569.

7. , Ши потоки в окрестности критической точки аппарата в запыленной атмосфере. – Ракетная техника и космонавтика, 1977, т. 15, № 7, c. 130 – 134.

8. Traci R. M., Wilcox D. C. Freestream Turbulence Effects on Stagnation Point Heat Transfer. – AIAA Journal, 1975, v. 13, №. 7, pp. 890 – 896.

; ; , докт. техн. наук
(ФГУП ЦНИИмаш, г. Королёв)

К  РАСЧЁТУ  ДЕМПФИРУЮЩЕГО  МОМЕНТА  КРЕНА  КОНУСА 
В  СВЕРХЗВУКОВОМ  ПОТОКЕ

Рассматриваются два способа расчётного определения демпфирующего момента крена конуса в сверхзвуковом потоке. Указывается, что первый способ, имеющий ограниченное применение, базируется на полуэмпирическом подходе, второй – на численном расчёте обтекания вращающегося относительно продольной оси осесимметричного тела в рамках уравнений Навье – Стокса. Проводится сравнение результатов в широком диапазоне чисел Маха и Рейнольдса.

Ключевые слова: демпфирующий момент, затупленный конус, сверхзвуковой поток, коэффициенты трения.

E. S. Likhachova, A. V. Sosin, V. N. Shmanenkov. To Calculation of Damping Roll Moment Coefficient of a Cone in Supersonic Flow. In this article two ways of calculation of cones’ bias damping moment in supersonic flow are observed. First method is based on the semi-empirical approach and has limited application while the second one is based on numerical calculation in terms of Navie – Stokes equations of streamlined axisymmetric body which rotates about a longitudinal axis. The results are compared in the wide range of Mach and Reynolds numbers.

Key words: damping moment, blunted cone, supersonic flow, friction coefficient.

ЛИТЕРАТУРА

1. , , Определение параметров пограничного слоя на вращающихся осесимметричных конусах. – МЖГ, №3, 1984, с. 34 – 39.

2. Куинн (B. Quinn). Производная момента демпфирования по крену затупленного конуса. – Ракетная техника и космонавтика, 1969, т. 7, № 1, с. 214 – 216.

3. , , и др. Нестационарная аэродинамика баллистического полёта. М.: Физматлит, 2003, с. 176.

4. , , и др. Алгоритм совместного расчёта параметров движения управляемого сверхзвукового летательного аппарата, его аэродинамических характеристик и уноса теплозащиты. – Космонавтика и ракетостроение, 2009, вып. 1(54), с. 63 – 69.

5. Trebunskikh T. V., Ivanov A. V., Dumnov G. E. FloEFD Simulation of Micro-turbine Engine. Moscow, Mentor Graphics, 2011.

6. Аэродинамика тел простейших форм. М.: Факториал, 1998, с. 432.

; , канд. техн. наук (ФГУП ЦНИИмаш, г. Королёв)

Влияние  размера  капель  в  потоке  воды 
на  ударно-волновые  процессы  при  старте 
ракеты-НОСИТЕЛЯ  с  пусковой  установки

Представляется численное исследование взаимодействия потока капель воды с нестационарной газовой струёй ракетного двигателя. Отмечается, что в рамках двухскоростной модели максимальные ударно-волновые давления (УВД) на ракету-носитель (РН) на начальной стадии процесса слабо зависят от параметров рассматриваемого потока. Показывается, что существенное влияние параметры потока капель оказывают на процессы в газоходе.

Ключевые слова: ударно-волновые процессы, включение двигателя, полузаглубленная схема стартового сооружения, двухфазная среда, разностная схема, трёхмерная постановка, ракета-носитель, испарение воды.

R. Yu. Gusev, S. N. Shipilov. A Gas-Water Flow Drop Size Influence to Non-Stationary Gasdynamic Processes During Rocket Ignition with a Launch Pad. The subject of this paper is a gas-water flow interaction with a non-stationary booster rocket puting of gasdynamic equations with two phase two speed system shows that gas-water flow parameters have a weak influence to an ignition wave pressure on an engine surface but a strong to a shock waves pressure in a launch pad.

Key words: non-stationary gasdynamic processes, missile ignition, half-buried launch pad, two phase, differential schema, 3-dimensional, booster rocket, evaporation of water.

ЛИТЕРАТУРА

1. , , и др. Исследование ударно-волновых процессов при старте ракеты-носителя в момент включения её двигателя с работающей системой водоподачи. – Космонавтика и ракетостроение, 2014, вып. 4(77), с. 55.

2. , , и др. Ударно-волновые процессы в двухкомпонентных и двухфазных средах. Новосибирск ВО: Наука, 1992, с. 7.

3. Динамика многофазных сред. М.: Наука, 1987, ч. 1.

4. Ударно-волновые процессы при старте ракеты носителя с пусковой установки полузаглубленного типа при наличии мелкодисперсной пыли вблизи среза сопла. – Космонавтика и ракетостроение, 2015, вып. 4(83).

5. Технология CUDA для решения задач нестационарной газовой динамики методами сквозного счёта. – Космонавтика и ракетостроение, 2015, вып. 2(81).

, канд. техн. наук;
(ФГУП ЦНИИмаш, г. Королёв)

Способы  определения  лучистого  теплообмена 
при  наличии  осциллирующих  элементов 
и  оценка  их  эффективности

Рассматриваются способы определения лучистого теплообмена в системе тел при наличии осциллирующих элементов – частей конструкции с малым периодом изменения геометрических параметров. Представляются математическая постановка задачи и возможные алгоритмы численного решения. Проводится сравнение расчётных алгоритмов согласно заданным критериям.

Ключевые слова: лучистый теплообмен, алгоритм.

D. K. Vinokurov, A. S. Morozov. Methods of Determining the Radiation Heat Exchange with the Presence of Oscillating Elements and their Effectiveness Assessment. Methods of determining the radiation heat exchange in a system of bodies with the presence of oscillatory elements – the changing geometry of structural parts with a short time period – are discussed. Mathematical problem formulation and possible algorithms of numerical solution are given. The comparison of calculated algorithms on assigned criteria is carried out.

Key words: heat radiation, algorithm.

ЛИТЕРАТУРА

1. Определение оптимального положения панели радиа­ционного теплообменника инфракрасного радиометра. – Космонавтика и ракето­строение, 2014, вып. 4(77), с. 79 – 83.

2. Применение разномасштабных расчётных моделей при тепловом анализе бортового инфракрасного радиометра. – Космонавтика и ракетостроение, 2016, вып. 4(89), с. 69 – 75.

3. , , и др. Оптико-механическая система инфракрасного радиометра высокого разрешения «БИК-СД-1». – Космонавтика и ракетостроение, 2013, вып. 4(73), с. 93 – 101.

4. , , и др. Многозональное сканирующее устройство малого разрешения МСУ-МР для космического информационного комплекса «Метеор-М». Принцип работы, эволюция, перспективы. – Ракетно-космическое приборостроение, 2015, т 2, вып. 4, с. 30 – 39.

5. , , и др. Программный комплекс «Вычислительная система «СОТР». ФАП РКТ, 2014, рег. № 000.

6. Howell John R., Siegel Robert, Mengь M. Pinar. Thermal Radiation Heat Transfer. Boca Raton; London; New York: CRC Press; Taylor & Francis Group, 2011.

7. Yang W-J, Taniguchi H, Kudo K. Radiative Heat Transfer by the Monte Carlo Method. San Diego; Boston; New York; London; Sydney; Tokyo; Toronto: Academic Press, 1995 (Advances in Heat Transfer. v. 27).