Аэрофизика гиперзвукового потока воздуха у поверхности спускаемого космического аппарата на высотах менее 60 км

С использованием численного моделирования выполнено исследование газодинамики входящего в плотные слои атмосферы спускаемого космического аппарата при относительно низких гиперзвуковых скоростях. Показано, что на исследуемом участке траектории полета (v_∞ ≈ 7...1 км/с) на высотах H = 60...30 км электронная концентрация в сжатом слое оказывается весьма высокой для блокировки радиосигналов. Рассмотрены перспективы использования электромагнитных актюаторов как аэрофизических методов управления потоками газа.

Литература

[1] Djadkin A., Beloshitsky A., Shuvalov M., Surzhikov S. Nonequilibrium radiative gasdynamics of segmental-conical space vehicle of large size // AIAA, 2011-0453. 2011. 29 p.

[2] NASA’s exploration systems architecture. Final Report // NASA-TM-2005-214062. November 2005. 758 p.

[3] Olynick D.R., Chen Y.K., Tauber M.E. Aerodynamics of the Stardust sample return capsule // J. Spacecraft and Rockets. 1999. Vol. 36. No. 3. Р. 442-462.

[4] Olynick D.R., Henline W.D., Hartung L.C., Candler G.V. Comparison of coupled radiative Navier - Stokes flow solutions with the project Fire-II flight data // AIAA 94-1955. 1994. 15 p.

[5] Lee D.B., Goodrich W.D. The aerodynamic environment of the Apollo command module during superorbital entry // NASA TN D-6792. April 1972. 80 p.

[6] Суржиков С.Т. Радиационная газовая динамика сверхорбитального космического аппарата Fire-II // ЖТФ. 2016. Т. 86. Вып. 3. С. 31-40.

[7] Суржиков С.Т. Радиационная аэротермодинамика космического аппарата Stardust // ПММ. 2016. Т. 80. Вып. 1. С. 60-79.

[8] Surzhikov S.T. Radiative gasdynamics of re-entry space vehicle of large size with superorbital velocity // AIAA paper 2015-0980. 2015. 32 p.

[9] Surzhikov S.T. Radiative gas dynamics of large superorbital space vehicle at angle of attack // AIAA 2016-0741. 2016. 20 p.

[10] Surzhikov S.T. Coupled radiative gasdynamic interaction and non-equilibrium dissociation for large-scale returned space vehicles // J. Chem. Phys. 2012. Vol. 398. Р. 56-63.

[11] Суржиков С.Т. Двумерный численный анализ ионизации потока в летном эксперименте RAM-C-II // Химическая физика. 2015. Т. 34. № 2. С. 24-42. DOI: 10.7868/S0207401X15020090

[12] Суржиков С.Т. Пространственные эффекты ионизация сжатого слоя в летном эксперименте RAM-C-II // ДАН. 2015. Т. 460. № 6. С. 660-665. DOI: 10.7868/S0869565215060110

[13] Суржиков С.Т. Аэродинамика возвращаемого космического аппарата Stardust на участке гиперзвукового торможения // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение. 2016. № 3. С. 4-22. DOI: 10.18698/0236-3941-2016-3-4-22

[14] Shang J., Kimmel R.L., Menart J., Surzhikov S.T. Hypersonic flow control using surface plasma actuator // J. of Propulsion and Power. 2008. Vol. 24. No. 5. P. 923-934.

[15] Mechanisms of plasma actuators for hypersonic flow control / J.S. Shang, S.T. Surzhikov, R. Kimmel, D. Gaitonde, J. Menart, J. Hayes // Progress in Aerospace Sciences. 2005. Vol. 41. P. 642-668.

[16] Суржиков С.Т. Аналитические методы построения конечно-разностных сеток для расчета аэротермодинамики спускаемых космических аппаратов // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение. 2004. № 2. C. 24-50.

[17] Суржиков С.Т. Радиационная газовая динамика спускаемых космических аппаратов. Многотемпературные модели. М.: ИПМех РАН, 2013. 706 с.

[18] Millikan R., White D. Systematics of vibrational relaxation // J. of Chem. Phys. 1963. Vol. 39. No. 12. Р. 3209-3212.