多喷管运载火箭底部热环境研究

摘要

为深入研究多喷管运载火箭底部热环境特性,以芯级带四助推器火箭构型为模型,动力系统采用液氧煤油发动机系统,芯级底部安装2台,每个助推器安装1台.应用隐式密度基求解器求解耦合了SST-kω湍流模型的Navier-Stokes(N-S)方程,得到火箭上升过程中不同飞行工况下的全流场信息以及箭体底部对流热流.结果表明:箭体的外部流场会对底部热环境产生显著影响;随着飞行高度升高,底部壁面对流热流呈现先升高后降低的规律,在大约45 km达到最大值;喷流与自由来流相互作用的强度决定了高温气体对箭体底部的加热范围和热流大小.