МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ
УДК 533.6.01
А. Л. Ж е л е з н я к о в а, С. Т. С у р ж и к о в
ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ
ГИПЕРЗВУКОВОГО ОБТЕКАНИЯ МОДЕЛИ
ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА Х-43
Рассмотрена задача численного моделирования внешнего гиперзву-
кового обтекания модели беспилотного самолета Х-43. Методами
вычислительной аэродинамики исследовано возмущенное поле те-
чения и теплофизические процессы во всей области от головной
ударной волны до дальнего следа. Изучена конфигурация ударных
волн, образующихся при обтекании сложной пространственной мо-
дели гиперзвукового летательного аппарата, а также зафиксиро-
ваны области взаимодействия ударных волн с поверхностью аппа-
рата. Проведено исследование влияния угла атаки
α
и скорости
потока на поле течения, аэродинамические и тепловые характери-
стики поверхности гиперзвукового летательного аппарата. Также
для каждого режима вычислены интегральные аэродинамические
характеристики самолета X-43, коэффициенты подъемной силы,
коэффициенты силы лобового сопротивления. На основе этих ре-
зультатов получены зависимости аэродинамического качества ги-
перзвуковой компоновки от числа Маха и угла атаки. Проведено
сравнение данных летного эксперимента и испытаний самолета
X-43 в аэродинамической трубе с результатами численного моде-
лирования.
E-mail:
Ключевые слова
:
численное моделирование, вычислительная аэротер-
модинамика, гиперзвуковые летательные аппараты, аэрофизика, газо-
вая динамика, теплообмен, сверхзвуковые течения, неструктурирован-
ные сетки.
В последнее десятилетие в ведущих зарубежных исследователь-
ских аэродинамических центрах повышенное внимание уделяется
научно-исследовательским и опытно-конструкторским работам, про-
водимым в интересах создания новых видов авиационной техники,
в частности гиперзвуковых летательных аппаратов (ГЛА), имеющих
диапазон скоростей на крейсерском режиме
4
М
10
, включая
пилотируемые и беспилотные самолеты различных классов и назна-
чения.
При проектировании ГЛА приходится сталкиваться со специфиче-
скими аэродинамическими и теплофизическими проблемами [1].
По мере увеличения скорости полета возникает необходимость
смены принципиальной схемы энергетических установок для обес-
печения достаточной тяги. Турбореактивный двигатель (ТРД) может
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2010. № 1 3
