Номер: 5 (98) Год: 2017 (стр. 4 )

7. , Применение метода прямого статистического моделирования Монте-Карло при решении задачи о нестационарном разлёте разреженного газа в случае его испарения с перегретой поверхности материала в вакуум. – Космонавтика и ракетостроение, 2010, вып. 1(58), c. 36 – 45.

8. Численное моделирование обтекания цилиндра со сферическим носком методом прямого статистического моделирования Монте-Карло. – Математическое моделирование, 2015, т. 27, №12,
с. 33 – 47.

9. Конвективный теплообмен изделий РКТ. Руководство для конструкторов. Под редакцией . Королёв: Центральный научно-исследовательский институт машиностроения, 2010, 397 с.

10. Сравнение расчётов теплового потока с данными лётного эксперимента OREX. – Физико-химическая кинетика в газовой динамике. 2016, т.17, вып.1, 10 c.

11. Wang Wen-Lan, Boyd Iain D., Candler G. V. et al. Particle and Continuum Computations of Hypersonic Flow over Sharp and Blunted Cones. – AIAA 2001-2900, pp. 1 – 12.

  12. Maclean М., Marineau E., Parker R. et al. Effect of Surface Catalysis on Measured Heat Transfer in Expansion Tunnel Facility. – Journal of Spacecraft and Rockets, 2013, v. 50, № 2, pp. 470 – 474.

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

ПРИМЕНЕНИЕ  ОБЛАСТЕЙ  ВЗАИМООБЛУЧЁННОСТИ 
ПРИ  РАСЧЁТЕ  ЛУЧИСТОГО  ТЕПЛООБМЕНА
КОСМИЧЕСКОГО  АППАРАТА  СЛОЖНОЙ  ФОРМЫ

Рассматриваются вопросы применения областей взаимооблучённости при расчёте лучистого теплообмена с учётом того, что их использование позволит сократить время вычислений и уменьшить ошибки, связанные с неточностью задания оптико-геометрической модели космического аппарата (КА). Возможности применения предложенных областей показываются на примере расчёта теплового режима инфракрасного (ИК) радиометра БИК-СД1.

Ключевые слова: лучистый теплообмен, алгоритм.

D. K. Vinokurov. Application of Irradiance Enclosures in the Complex form Spacecraft Radiation Heat Exchange Calculations. Questions of the application irradiance enclosures in the complex form spacecraft radiation heat exchange calculations are examined. The types of enclosures are proposed, which make it possible to reduce the calculation time and to decrease the errors, connected with an inaccuracy in the spacecraft optical and geometric model specifying. The application of the enclosures proposed is shown on the example of the calculation of the thermal condition of infrared radiometer BIK-SD1.

Key words: heat radiation, algorithm.

ЛИТЕРАТУРА

1. , Расчет силы излучения объектов сложной формы. Система TIR V2.70D. ОФАП САПР, 2002, рег. № 000.

2. Программа расчёта угловых коэффициентов излучения и лучистых потоков от внешних источников излучения в зеркально-диффузном приближении методом Монте-Карло – VF_1M V2.0. ФАП РКТ, 2016, рег. № 000.

3. , , и др. Программный комплекс «Вычислительная система «СОТР». ФАП РКТ, 2014, рег. г.

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

, канд. техн. наук; , докт. техн. наук
(ГНЦ ФГУП «Центр Келдыша», г. Москва)

МОДЕЛЬ  ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОГО  ПРОЦЕССА  ДРЕНАЖА 
НЕГЕРМЕТИЧНОГО  ДВИГАТЕЛЬНОГО  ОТСЕКА

Рассматриваются процессы изменения термодинамических параметров газовой среды в негерметичном двигательном отсеке (ДО) ракеты-носителя (РН) в процессе полёта в условиях втекания воздушного (или газового) потока через конструктивные зазоры и его истечения из отсека через дренажную систему сброса давления с учётом теплообмена при естественной конвекции в условиях нарастающей перегрузки и уменьшения внешнего атмосферного давления в процессе полёта. Представляется математическая модель процесса дренажа ДО, с помощью которой произведён расчёт изменения параметров среды на различных участках полёта до включения двигателей и при работающих двигателях. Отмечается влияние параметров внешнего обтекания негерметичного ДО в составе РН. Указывается, что верификация разработанной модели проводилась путём сравнения расчётных и измеренных в ходе полёта величин давления и температуры среды внутри негерметичного двигательного отсека.

Ключевые слова: давление, температура газовой среды, термодинамические параметры, теплообмен, негерметичный двигательный отсек.

A. S. Kudinov, I. I. Yurchenko. Thermodynamic Process Model for Leaking Engine Compartment Drainage. Transformations of gas environment thermodynamic parameters in space launch vechicle leaking engine compartmenets are considered in the article taking into account air (or gas) inflowing through constraction gaps and outflowing through drainage system during ch factors as natural convection heat exchange, increasing overload and external atmospheric pressure dercreasing were considered. Thermodynamic model were used for internal environment parameters calculation during flight profile both ahead of engines turn on and during engines operating. The model includes air flow over the engine compartment as a part of space launch vechicle. Validation program based on in-flight measurements such parameters as pressure and gas temperature inside engine compartment revealed good agreement calculation with experimental data.

Key words: pressure, gas temperature, termodynamic processes, heat transfer, leaking engine compartment

ЛИТЕРАТУРА

1. Прикладная газовая динамика. М.: Государственное издательство технико-теоретической литературы, 1953, 736 с.

2. , Техническая термодинамика. М. – Л.: Государственное энергетическое издательство, 1955, 336 с.

3. , , Расчет и экспериментальное определение температуры воздуха в негерметичных отсеках ЛА в процессе выведения. – Двойные технологии, 2011, № 2, с. 47 – 49.

4. , , Конвективное тепловое воздействие струй маршевых двигателей на донный экран. – В сб. научно-техн. тр. КБ «Салют» за 2012 – 2013 гг. Под
ред. докт. техн. наук . М.: Машиностроение, 2014, с. 56 – 67.

; ; , канд. физ.-мат. наук;
(ФГУП ЦНИИмаш, г. Королёв);
, канд. техн. наук;
(ПАО «РКК «Энергия» им. », г. Королёв)

Исследование  взаимодействия  с  преградой 
сверхзвуковой  струи,  истекающей  из  сопла 
нетрадиционной  формы

Представляются результаты расчётно-экспериментальных исследований, касающихся взаимодействия с плоской преградой струи, истекающей из модельного сопла посадочной твердотопливной двигательной установки  (ПТДУ) возвращаемого аппарата (ВА) пилотируемого транспортного корабля. Рассматривается истечение из сопла, имеющего прямоугольное критическое сечение с уступом и косой срез выходного сечения. Отмечается, что в ходе экспериментов были использованы установки ТТ (рабочее тело – продукты сгорания твёрдого топлива с температурой 2860 К) и У2-ГД (рабочее тело – воздух высокого давления) ФГУП ЦНИИмаш. Указывается, что расчётная математическая модель основана на численном решении осреднённых уравнений Навье – Стокса с адаптированной моделью турбулентной вязкости SST Ментера. Подтверждается адекватность математической модели и возможность её использования в дальнейшем для параметрических расчётов воздействия струй ПТДУ ВА на посадочную поверхность.

Ключевые слова: сверхзвуковые струи, турбулентность, посадочная твердотопливная двигательная установка, перспективные пилотируемые транспортные системы.

S. E. Ivanov, M. O. Kravchuk, A. V. Safronov, T. V. Shuvalova, A. A. Dyadkin, S. P. Ribak. Research of Exhausting from Non-Standard Nozzle Supersonic Jet Impinging on Wall. The paper presents results of computational and experimental studies dealing with the interaction of a jet flowing out of the model nozzle in a solid-propellant landing propulsion system of reentry vehicle being a part of a manned crew transfer vehicle. The exhaustion takes place from a nozzle with a rectangular critical section with a ledge, and an oblique cut of the output section. It is noted that during the experiments the following test installations were utilized: TT (working medium – products of solid fuel combustion with a temperature of 2860 K) and U2-GD (working medium – high-pressure air) by FSUE TsNIIMash. It is indicated that the calculated mathematical model is based upon a numerical solution of the averaged Navier – Stokes equations with the SST adapted turbulent viscosity model by Menter. The paper confirms the adequacy of the mathematical model and the possibility of its use in the future for parametric calculations of jets from a solid-propellant landing propulsion system in reentry vehicles impacting the landing surface.

Key words: supersonic jets, turbulence, solid fuel landing engine, perspective manned transport system.

ЛИТЕРАТУРА

1. , , и др. Численное моделирование и анализ структуры течения около возвращаемого космического аппарата с работающими реактивными двигателями вблизи посадочной поверхности. – Космическая техника и технологии, 2015, № 4(11).

2. Menter F. Two-Equation Eddy-Viscosity Turbulence Models for Engineering Applications. – AIAA Journal, 1994, v. 32, pp. 1598 – 1605.

3. , , и др. Результаты расчётно-экспериментальных исследований взаимодействия реактивных сверхзвуковых струй с преградой. – Космонавтика и ракетостроение, 2015, вып. 2(81).

4. Westbrook C. K., Dryer F. L. Chemical Kinetic Modelling of Hydrocarbon Combustion. Progress in Energy and Combustion Science Pergamon Press Ltd., 1984, v. 10, pp. 1 – 57.

5. Моделирование химических и фазовых равновесий при высоких температурах: Программа для ЭВМ. МГТУ им. ; РосАПО, гос. рег. № 000, 1992.

(ФГУП ЦНИИмаш, г. Королёв)

АНАЛИЗ  ЛЁТНЫХ  ЭКСПЕРИМЕНТОВ  ПО  ИССЛЕДОВАНИЮ 
АЭРОТЕРМОДИНАМИКИ  СКОРОСТНЫХ  АППАРАТОВ

Представляются экспериментальные данные о процессах уноса теплозащитных материалов в условиях гиперзвукового полёта. Представляется метод численного моделирования течения, теплообмена и изменения формы летательного аппарата и показываются результаты его апробации на примере лётного эксперимента.