某型超声速半流伞气动热及气动特性研究.pdf

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1、航天返回与遥感第36卷第5期10SPACECRAFTRECOVERY&REMOTESENSING2015年10月某型超声速半流伞气动热及气动特性研究1211李旭东周伊鹏张红英童明波（1南京航空航天大学飞行器先进设计技术国防重点学科实验室，南京210016）（2北京空间机电研究所，北京100094）摘要多用途飞船返回舱将以自旋方式半弹道再入大气层。返回舱再入飞行过程中，在超声速段存在第二个配平点，有可能出现姿态翻滚的情况。为避免返回舱姿态的不确定引起减速伞的开伞故障，返回舱配备了一个稳定伞，该稳定伞采用半流伞型，开伞高度约为26km，开伞时伞船系统Ma=3.0。因此，该降落伞面临非

2、常严重的气动加热情况。文章基于计算流体力学（computationalfluiddynamics，CFD）方法，验证了简化模型的可靠性，并对二维模型进行仿真，得到了降落伞及流场的速度分布、压力分布、温度分布。可以看出：相同高度下，随着速度值的增大，流场的动压值也是在增大的；相同马赫数下，随着高度的降低，流场的动压值也在增大；伞衣内表面温度始终是要高于外表面温度，且伞面温度最高的区域都处于伞顶口附近的伞带内表面上。关键词超声速半流伞气动热气动特性计算流体力学航天遥感中图分类号:V221.3文献标志码:A文章编号:1009-8518(2015)05-0010-10DOI:10.396

3、9/j.issn.1009-8518.2015.05.002ResearchonSimulationofAero-heatingandAerodynamicCharacteristicsforSupersonicHalf-flowParachute1211LIXudongZHOUYipengZHANGHongyingTONGMingbo（1MinisterialKeyDisciplineLaboratoryofAdvancedDesignTechnologyofAircraft,NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics,Nanji

4、ng210016,China）(2BeijingInstituteofSpaceMechanics&Electricity,Beijing100094,China)AbstractThereentrycapsuleofmulti-purposespaceshipreturnstotheatmosphereinaspinningSemi-ballisticmode.Accordingtotheaerodynamiccalculationresultsofareentrycapsule,theaerodynamiccharacteristicsofmovableguidecoeffi

5、cientcalculationsdisplaythatthesecondtrimpointexistsinsupersonicflightwhichmayleadcapsuleattitudepitching.Inordertoavoiddrogueparachutesfailingtodeploy,thecap-suleisequippedwithastableparachute.Forthestableparachuteahalf-flowtypeisselected.Theheightofdeploymentisabout26km.Thespeedofparachute-

6、spaceshipsystemwhentheparachutedeploysisabout3Ma.So,theaero-heatinginsupersonicspeedneedstobeconsideredwhendesigningtheparachute.Inthear-ticle,thedynamiccharacteristicsandaero-heatingofsupersonichalf-flowparachutearecalculatedwiththemethodofCFD,thesimplifiedmodelisreliableandthe2Dmodelsaresim

7、ulated.Someconclusionsaregot:Forthesameheight,thevalueofthedynamicpressureintheflowfieldisincreasedwiththespeedincrease;Forthesamespeed,thevalueofthedynamicpressureintheflowfieldisincreasedwiththespeeddecrease;Theheatingofinnersurfaceishigher