Современные особенности и место модельного эксперимента при разработке элементов летательного аппарата

Разработка летательных аппаратов предполагает проведение ряда численных и стендовых экспериментов, в том числе для моделей и макетов. Раскрыто понятие модельного эксперимента и предложена (формализована) методика его проведения. Приведен пример проектирования малогабаритного космического спускаемого с орбиты Земли аппарата с надувными аэроупругими тормозными устройствами. Рассмотрены тормозные модули, действующие последовательно на участках входа в атмосферу (сверхзвуковой полет) и окончательного торможения в атмосфере. Особенности модельного эксперимента включают в себя использование CAD/CAE/CAM-технологий и технологий быстрого прототипирования при верификации численного расчета по экспериментальным данным для мелкомасштабных моделей спускаемых в атмосфере аппаратов. Предлагаемая методика позволяет выделять информационные объекты для единого информационного пространства взаимодействия специалистов - конструкторов, расчетчиков, технологов, испытателей и улучшать повторяемость и планирование эксперимента при разработке элементов конструкций летательных аппаратов.

Литература

[1] Спускаемые в атмосферах планет аппараты с аэроупругими (надувными) тормозными устройствами и моделирование тепловых стендовых испытаний их полномасштабных макетов / С.О. Фирсюк, Д.В. Лысков, В.В. Терентьев, А.М. Харри, М.В. Успенский, Х. Хаукка, С.Н. Алексашкин, В.С. Финченко // Тепловые процессы в технике. 2015. № 8. С. 370-378.

[2] Развертываемое тормозное устройство для спуска в атмосфере планет: пат. 132423 РФ. Опубл. 20.09.2013.

[3] Алифанов О.М., Иванков А.А., Нетелев А.В., Финченко В.С. Применение аэро-упругих устройств с гибкой тепловой защитой для торможения аппаратов в атмосфере планеты // Тепловые процессы в технике. 2014. Т. 6. № 7. С. 230-240.

[4] Korzun A.M., Dubos G.F. A concept for the entry, descent, and landing of high-mass payloads at Mars // Acta Astronautica. 2010. Vol. 66. No. 7-8. С. 1146-1159.

[5] Thompson R., Cliatt L., Gruber C., Steinfeldt B., Sebastin T., Wilson J. Design of an Entry System for Cargo Delivery to Mars // 5th International Planetary Probe Workshop, Bordeaux, France, June 2007.

[6] Edquist K.T., Korzun A.M., Dyakonov A.A., Studak J.W., Kipp D.M., Ian C., Dupzyk I.C. Development of supersonic retropropulsion for future mars entry, descent, and landing systems // Journal of Spacecraft and Rockets. 2014. Vol. 51. No. 3. P. 650-663.

[7] Strickland J.K. Access to Mars: (Part I) Earth to Mars transit - logistics alternatives // International Space Development Conference. 2011. Alabama.

[8] Исследовательская аэродинамическая установка: пат. 118432 РФ. Опубл. 20.07. 2012.

[9] 3D System Inc. Справочное руководство по использованию оборудования стереолитографических машин SLA, p/n 23700-M57-00.

[10] High mass mars entry, descent, and landing architecture assessment / B.A. Steinfeldt, J.E. Theisinger, A.M. Korzun, I.G. Clark, M.J. Grant, R.D. Braun // AIAA paper 2009-6684. 2009. California.

[11] Моделирование характеристик масляных и газовых подшипников скольжения методами вычислительной газовой динамики / А.О. Пугачев, Ю.А. Равикович, Ю.И. Ермилов, Д.П. Холобцев, А.А. Матушкин // Вестник Самарского гос. аэрокосмич. ун-та им. акад. С.П. Королева (нац. исслед. ун-та). 2013. № 3-1 (41). С. 211-221.

[12] Калугин В.Т., Мичкин А.А., Чернуха П.А., Чин Ч.Х. Экспериментальное и математическое моделирование процессов обтекания летательных аппаратов при управлении течением в ближнем следе // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение. 2011. № 1. С. 71-81.

[13] Калугин В.Т., Чернуха П.А., Чин Ч.Х. Экспериментальное и математическое моделирование процесса обтекания летательных аппаратов с тормозными устройствами // Наука и образование. МГТУ им. Н.Э. Баумана. Электрон. журн. 2012. № 11. С. 217-232. Availlable at: http://technomag.edu.ru/en/doc/489665.html DOI: 10.7463/1112.0489665

[14] Терентьев В.В. Выбор цепочки распределенного проектирования сложного машиностроительного изделия в информационном пространстве // Вестник МАИ. 2010. Т. 17. № 1. С. 18-26.