Рис. 5. Картина течения
около СА с лобовой ча-
стью эллипсоидальной и
сегментальной форм
Рис. 6. Результаты расчета аэродина-
мических коэффициентов
ние
m
z
больше у эллипсоида, т.е. эллипсоид имеет больший запас
статической устойчивости.
Таким образом, эллипсоидальная форма лобовой части СА более
предпочтительна, чем сегментальная, так как обеспечивает меньший
конвективный тепловой поток к поверхности тела и больший коэффи-
циент лобового сопротивления, который можно изменять варьирова-
нием отношения полуосей эллипсоида
a/b
(рис. 7).
Аналогичные исследования по отношению к лучистому теплооб-
мену в ударном слое у поверхности СА проводились для условий входа
в атмосферу Венеры [5]. Сравнивались сегментальная и сферически
затупленная формы лобовой поверхности СА. Расчеты показали, что
коническая форма аппарата является оптимальной по отношению к
лучистому теплообмену по сравнению с сегментальной.
В целях исследования точности предложенной численной схемы
проведены расчеты на различных сетках. При этом варьировались в
основном шаги по переменным
R
и
ϕ
. Наиболее трудными для расчета
оказались малые значения чисел Маха M
<
2
.
На рис. 8 приведено распределение давления
p
по поверхности эл-
липсоида вращения с соотношением полуосей
a/b
= 0
,
25
в полу-
плоскости
◦
θ
= 0
с разным числом узлов аппроксимации
I
по
ϕ
(
I
= 6
−
9
) при M
∞
= 1
,
2
и угле атаки
◦
α
= 0
. Видно, что кривые
практически совпадают, незначительное отличие на отрезке [0,5; 0,7]
наблюдается только для кривой с
I
= 6
. Здесь же нанесены кривые
модуля скорости
V
на поверхности тела.
Проанализировав результаты расчетов, выявили, что даже для наи-
более трудных расчетов при числах M
<
1
,
5
приближение с
I
= 6
обеспечивает высокую точность полученных данных — погрешность
в определении ударных волн и звуковых линий не превышает 5%.
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2011. № 4 49
