2 / 13
С.Т. Суржиков
34
ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Естественные науки. 2016. № 5
Особенности неравновесной ионизации при скорости
v
7 км/с на высо-
тах 60…80 км у поверхности экспериментального КА, которая явилась причи-
ной потери радиосвязи с КА, исследованы в работах [11, 12]. В работе [13] ука-
занная компьютерная модель протестирована на примере задачи определения
аэродинамических коэффициентов и моментов тангажа капсулы Stardust на ги-
перзвуковом участке полета.
Рис. 1.
Траектории некоторых
спускаемых космических
аппаратов:
1
,
2
— сверхорбитальный и орбиталь-
ный вход перспективного транспорт-
ного корабля;
3
— КА Orion;
4
— зонд Stardust;
5
— КА Fire-II;
6
— корабль Apollo-4
В настоящей работе исследованы аэрофизические и газодинамические ха-
рактеристики спускаемого КА при относительно низких гиперзвуковых скоро-
стях, когда ионизация газа в возмущенной области течения остается заметной.
На участке полета на высотах
H
= 60…30 км при
v
7…1 км/с значительно
увеличивается толщина сжатого слоя и заметна ионизация газа в сжатом слое. В
летном эксперименте RAMC-II было установлено, что при скорости гиперзву-
кового аппарата
v
7 км/с наблюдается блокировка радиосвязи в диапазоне
высот
H
= 90…25 км, что связано с ионизацией газа в сжатом слое.
С вопросом исследования аэрофизики сжатого слоя у поверхности спускае-
мого аппарата непосредственно связана задача о поисках путей создания и при-
менения электромагнитных актюаторов для управления гиперзвуковыми пото-
ками. Исследования [14, 15], выполненные в последнее время, показали, что ис-
пользование электромагнитных актюаторов в гиперзвуковых технологиях имеет
перспективы. Выявлено, что эффективность электромагнитных актюаторов зави-
сит не только от их свойств как электроразрядных устройств, но и от условий их
применения, т. е. от таких характеристик газовой среды, как давление, скорость,
степень ионизации. Использование актюаторов необязательно связано с силовым
воздействием на поток или его ускорением. Они могут оказаться эффективными
при решении проблемы прохождения электромагнитных волн через сжатый
слой, обеспечения заданных параметров работы отдельных приборов или эле-
ментов конструкции (например, иллюминаторов) на борту КА. В связи с этим
изучение аэрофизики газового потока у поверхности КА имеет более широкое
предназначение, чем определение аэродинамических коэффициентов и обеспече-
ние тепловой защиты.