ТЕХНІЧНА МЕХАНІКА
ISSN 1561-9184 (друкована версія), ISSN 2616-6380 (електронна версія)

ГОЛОВНА    ПРО ЖУРНАЛ    РЕДКОЛЕГІЯ    АВТОРАМ    ПОТОЧНИЙ ВИПУСК    АРХІВ    КОНТАКТИ

УДК 533.21

Технічна механіка, 2023, 2, 3- 12

АЛГОРИТМИ РОЗРАХУНКУ НАДЗВУКОВОГО ОБТІКАННЯ РАКЕТИ-НОСІЯ З КІЛЬЦЕВИМ КРИЛОМ

DOI: https://doi.org/10.15407/itm2023.02.003

Тимошенко В. І., Галинський В. П.

Тимошенко В. І.
Інститут технічної механіки Національної академії наук України і Державного космічного агентства України,
Україна

Галинський В. П.
Інститут технічної механіки Національної академії наук України і Державного космічного агентства України,
Україна

      Запропоновано алгоритми розрахунку маршовим методом та методом встановлення за часом надзвукового обтікання перспективної ракети-носія з кільцевим крилом. Особливістю розроблених алгоритмів є введення двох розрахункових підобластей у зоні розміщення кільцевого крила над корпусом ракети. У методі маршового розрахунку в залежності від положення перерізу маршового розрахунку щодо передньої та задньої кромок кільцевого крила виконується перебудова розрахункової області. При попаданні на передню кромку кільцевого крила розрахункова область розбивається на нижню підобласть, що розміщена між поверхнею корпусу ракети і нижньою поверхнею крила, і верхню підобласть, що розміщена між верхньою поверхнею кільцевого крила та фронтом головної ударної хвилі. При попаданні на задню кромку кільцевого крила нижня та верхня розрахункові підобласті поєднуються у вигляді однієї розрахункової області. На базі розробленого алгоритму маршового розрахунку з використанням раніше створеної програми розрахунку обтікання ракет створюється програмне забезпечення, що призначене для оперативних числових розрахунків надзвукового обтікання ракет з кільцевими крилами.
      Для конкретної форми ракети з кільцевим крилом наведено результати порівняльних числових розрахунків надзвукового обтікання у вигляді полів ізоліній газодинамічних параметрів у полі потоку та розподілу тиску на поверхнях корпусу ракети та кільцевого крила. Проведено співставлення результатів розрахунків, що були отримані з використанням маршового методу і методу встановлення за часом. Показано, що використання кільцевого крила призводить до хвилеподібного характеру розподілу тиску в області між поверхнею корпусу ракети та нижньою поверхнею кільцевого крила. Результати розрахунків, що були отримані маршовим методом, більш адекватно моделюють картину течії в області між поверхнею корпусу ракети і нижньою поверхнею кільцевого крила, при цьому часові витрати на проведення розрахунку на два порядки нижчі відносно методу встановлення за часом. Метод встановлення за часом потрібно використовувати при виникненні дозвукових течій в області між поверхнею корпусу ракети та нижньою поверхнею кільцевого крила. Створений алгоритм і відповідне програмне забезпечення рекомендовано для проведення параметричних розрахунків надзвукового обтікання ракет з кільцевими крилами.
     

ракета-носій, корпус, кільцеве крило, надзвукова течія, маршовий метод, метод встановлення, алгоритм, числовий розрахунок, поле течії, розподіл тиску, аеродинамічні характеристики

1 Spearman M. L. Unconventional Missile Concepts from Consideration of Varied Mission Requirements. NASA TM-85829. Hampton, Virginia: NASA Langley Research Center, 1984. 32 p. https://doi.org/10.2514/6.1984-76

2 Morris O. Aerodynamic Characteristics in Pitch of Several Ring - Wing - Body Configurations at a Mach Number of 2.2. NASA TN D-1272. Hampton, Virginia: NASA Langley Research Center, 1962. 32 p.

3 Тимошенко В. І., Галинський В. П., Паршуткин О. М. Аеродинаміка ракети-носія з торовидним крилом – підвісом. Матеріали восьмої міжнародної науково-практичної конференції (Київ, 27-28 вересня 2022 р.). Київ: ІГМ НАН України, 2022. С. 85–86.

4 Любимов А. Н., Тюменев Н. М., Хут Г. И. Методы исследования течений газа и определения аэродинамических характеристик осесимметричных тел. М.: Наука, 1994. 398 с.

5 Численное решение многомерных задач газовой динамики. Под общ. редакцией Годунова С. К. М.: Наука, 1976. 400 с.

6 Андерсон Д., Таннехилл Дж., Плетчер Р. Вычислительная гидромеханика и теплообмен: В 2-х т. Т. 2. М.: Мир, 1990. 392 с.

7 Галинский В. П., Тимошенко В. И. Проблемы численного моделирования процессов аэрогазодинамики ракет-носителей. Космическая наука и технология. 1998. Т. 5, № 2/3. С. 64–72. https://doi.org/10.15407/knit1998.02.064

8 Тимошенко В. И., Галинский В. П. Численное моделирование сверхзвукового обтекания ракет-носителей, оснащенных тонкими органами управления и стабилизации. Космическая наука и технология. 2017. Т. 23, № 5. С. 33–43. https://doi.org/10.15407/knit2017.05.033

9 Тимошенко В. И., Галинский В. П. Торможение ламинарного сверхзвукового потока в плоском канале при наличии противодавления. Техническая механика. 2013. № 2. С. 56–63.

Copyright (©) 2023 Тимошенко В. І., Галинський В. П.

Copyright © 2014-2023 Технічна механіка