14 / 19
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. «Машиностроение». 2016. № 3
17
Рис. 5.
Распределения мольных концентраций компонентов высокотемпера-
турного воздуха вдоль критической линии тока при
t
= 54 с (поток газа —
cправа налево)
Анализируемый момент времени (
t
= 54 с) соответствует точке
траектории, в которой релаксационная зона занимает заметную часть
сжатого слоя.
Другой важной особенностью поля течения КА Stardust является
наличие развитого возвратно-вихревого движения вблизи подветрен-
ной части поверхности. На рис. 3 хорошо видны замкнутые линии то-
ка, свидетельствующие о движении нагретого в сжатом слое газа
навстречу движению КА. Это означает, что в окрестности задней кри-
тической точки нагретый до нескольких тысяч градусов газ движется к
поверхности почти со сверхзвуковой скоростью.
Двухмерное температурное поле также имеет свои особенности.
Кроме нагрева газа в сжатом слое, отметим резкое падение поступа-
тельной температуры в зоне течения разрежения за боковой кромкой
аэродинамического щита (см. рис. 3, температура снижается примерно
до 1200 K) с последующим нагревом газа в области следа (в рассмат-
риваемом случае — до температур порядка 4200 K).
Каждая из отмеченных особенностей поля течения имеет важные
последствия для формирования общей картины физико-химических
процессов в возмущенной области течения. Однако наиболее теплона-
пряженным участком поверхности КА является лобовой аэродинами-
ческий щит. Первой причиной этого является то, что температура в
сжатом слое достигает экстремально высоких значений.