探空火箭减阻杆气动特性分析

摘要

为了研究减阻杆对探空火箭气动力特性,通过采用SST两方程湍流模型、有限体积法求解N-S方程,对探空火箭高速流场进行数值模拟.计算结果显示,减阻杆能有效减小火箭阻力.亚跨声速(Ma0.8～1.2)最大减阻25％;高超声速(≥Ma6)阶段,最大减阻量35％,减阻效果随迎角增大而降低,到12°迎角时减阻量为12％.压跨声速及高超声速全箭升阻比增量随马赫数增大均增加,高超声速阶段升阻比增大18％.同时采用工程方法结合数值预示结果,评估减阻杆带来的气动热影响,结果显示,气动支杆的存在使得端头的平均热流密度下降了51％,并与飞行试验结果进行对比分析.计算得到热流结果与飞行实测热流结果相当,热环境预示比较准确,对于高超声速阶段的飞行器被动热防护技术研究具有良好的指导价值.