充氣式減速器氣動(dòng)特性與瞬態(tài)溫度場數(shù)值模擬分析.pdf

1、充氣式減速器具有重量輕、收攏體積小、展開阻力面積大和氣動(dòng)熱小等優(yōu)點(diǎn)，可由充氣展開柔性阻力面產(chǎn)生的氣動(dòng)阻力實(shí)現(xiàn)減速，并由減速器外表面的柔性耐高溫材料形成防熱層抵御氣動(dòng)減速過程中由氣動(dòng)熱導(dǎo)致的高溫。充氣式減速器再入飛行過程中，產(chǎn)生氣動(dòng)力和氣動(dòng)熱問題、以及氣動(dòng)力作用在柔性充氣結(jié)構(gòu)上的受力特性與氣動(dòng)熱作用在防熱層上的熱傳導(dǎo)問題。這些問題的解決可為充氣式減速器的可靠減速提供一定的參考依據(jù)。
　　針對(duì)充氣式減速器的高超聲速減速問題，本文建立了

2、減速器再入過程中的流場分析模型，通過氣流控制方程確定了高超聲速流場數(shù)值分析計(jì)算方法，研究了減速器高超聲速下的流場特性。其次，針對(duì)減速器不同飛行工況，包括無攻角與有攻角飛行，通過采用非結(jié)構(gòu)化貼體邊界層網(wǎng)格分析了氣動(dòng)特性參數(shù)并驗(yàn)證計(jì)算準(zhǔn)確性；對(duì)比分析了不同再入速度時(shí)，充氣展開阻力面受到的氣動(dòng)阻力和溫度變化規(guī)律。歸納了減速器結(jié)構(gòu)的半錐角對(duì)氣動(dòng)減速的影響規(guī)律。結(jié)合實(shí)際飛行工況時(shí)的大氣環(huán)境參數(shù)，給出了減速器不同馬赫數(shù)飛行中受到的氣動(dòng)阻力和由氣動(dòng)熱

3、引起的阻力面高溫。最后，與文獻(xiàn)中高超聲速流場計(jì)算算例進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證本文計(jì)算的正確性。
　　基于充氣式減速器結(jié)構(gòu)的幾何非線性求解方法，研究了充氣式減速器在氣動(dòng)力載荷作用下的受力特性。首先，基于幾何非線性理論，建立了充氣式減速器的有限元分析模型，研究了充壓作用下的幾何非線性變形以及不同綁帶和圓環(huán)的受力特性；分析了再入飛行時(shí)氣動(dòng)載荷作用下，充氣式減速器構(gòu)件的受力特性。最后，給出了充氣壓力、結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)充氣式減速器綁帶以及圓環(huán)的受力特性影響