化学非平衡效应对返回舱气动特性的影响分析

• 作者: 俞继军 吕俊明 程晓丽 黄育群
• 来源期刊: 航天器环境工程
• 学科: 物理学
• 关键词: 化学非平衡效应 再入 气动特性 高超声速 飞行条件
• 年，卷（期）: 2016,（4）
• 所属期刊栏目: 理论研究与仿真分析
• 页码范围: 370-377
• 页数: 8页
• 分类号: O354.7
• 字数: 5271字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1673-1379.2016.04.006

摘要

航天器返回舱再入过程中，高马赫数造成激波层内气体温度急剧升高，由此导致的化学非平衡效应对返回舱气动特性将产生显著影响。而飞行高度和速度的变化影响着化学非平衡过程，进而改变对飞行器气动特性的影响程度。文章通过求解三维Navier-Stokes流体动力学方程，利用耦合化学反应动力学模型对返回舱再入开展数值研究与机理分析，获得量热完全气体模型和化学非平衡气体模型的气动力预测值，分析飞行条件变化时化学非平衡效应对气动特性的影响规律。根据Apollo返回舱的AS-202飞行试验数据验证了计算模型与数值方法。对返回舱的模拟结果表明，高度不变、马赫数增大时，完全气体模型的气动特性预测值不变，化学非平衡效应影响下的轴向力系数、法向力系数和俯仰力矩系数与完全气体预测值的偏差均增大，化学非平衡效应增强；马赫数不变、高度增大时，化学非平衡效应造成的气动力预测值偏差也增大，配平攻角差值略有增加，化学非平衡效应同样增强。机理分析发现，飞行条件变化所造成的化学非平衡流场和压力分布变化是影响气动力变化的主要原因。

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	程晓丽		62	232	8.0	10.0
2	俞继军		24	97	5.0	9.0
3	吕俊明		23	52	4.0	6.0
4	黄育群		2	5	2.0	2.0