超低轨航天器气动力分析与减阻设计

摘要

轨道降低,航天器受到的气动力增大,气动力对航天器影响显著.考虑自由分子流态下的超低轨航天器,利用分割法把简单外形的航天器分割为几部分,分别计算各部分的气动力,然后相加获得总的气动力效果;通过对平面的气动力进行计算分析,提出了超低轨航天器的减阻设计方法;结果表明:当轨道高度降低到250 km左右时,航天器受到的气动阻力比500 km高出约2个数量级;一般情况下,超低轨航天器应采用细长体构型,减小迎风面积;侧面积引起的航天器阻力已经不可忽略,应采用侧面光滑技术,减少侧面阻力;当超低轨航天器长细比超过一定限度后,随着长细比增大,大气阻力升高.