Тепловое нагружение конструкции отработанной ступени ракеты при баллистическом спуске

Аннотация

Представлены результаты численного расчета аэродинамического нагрева элементов конструкции отработанной ступени ракеты при управляемом спуске ее по баллистической траектории. Определено влияние начальных траекторных параметров на удельный конвективный и лучистый потоки тепла. Для оценки теплового нагружения конструкции отработанной ступени ракеты введен параметр суммарного удельного потока энергии. Установлено, что в диапазоне начальных скоростей движения отработанной ступени ракеты от 1800 м/с до 2600 м/с, увеличение начальной скорости на 200 м/с приводит к увеличению удельного конвективного потока в среднем на 11 % для хвостового отсека и бака горючего и на 5 % — для бака окислителя. Доля отведенного от поверхности удельного лучистого потока энергии по отношению к удельному конвективному потоку энергии составляет от 0,15 до 0,19 для хвостового отсека, от 0,12 до 0,15 — для бака горючего и не более 0,009 — для бака окислителя. Для предварительного этапа оценки температурного состояния конструкции отработанной ступени ракеты при движении на баллистической траектории предложены эмпирические зависимости. Погрешность результатов расчета по предложенным зависимостям не превышает 12 %.