Определение оптимальной системы скачков воздухозаборного устройства с учетом диссоциации молекул набегающего воздуха

Авторы: Бугай В.В., Шостов А.К.
Опубликовано в выпуске: #1(78)/2023
DOI: 10.18698/2541-8009-2023-1-857
Раздел: Авиационная и ракетно-космическая техника | Рубрика: Динамика, баллистика, управление движением летательных аппаратов
Ключевые слова: число Маха, скачок уплотнения, воздухозаборное устройство, сверхзвуковой поток, математическое моделирование, максимум полного давления, диссоциация молекул, параметры торможения
Опубликовано: 15.02.2023

Проведено сравнение параметров набегающего потока за косым скачком уплотнения при расчете с учетом и без учета диссоциации молекул воздуха. Выявлены границы применимости последнего метода. Рассчитана степень диссоциации атмосферного воздуха для разных давлений при повышении статической температуры. Определены условия получения максимального коэффициента восстановления полного давления воздухозаборного устройства с учетом диссоциации воздуха при различных скоростях обтекания потоком воздуха. Математическое моделирование проводилось на языке программирования Python с помощью библиотеки Cantera, предназначенной для термодинамического расчета. Полученные результаты будут полезны при выборе метода расчета воздухозаборных устройств в зависимости от скорости движения летательного аппарата.

Литература

[1] Бузулук В.И., Васильев Р.П., Воеводенко Н.В. и др. Исследования концепций высокоскоростных гражданских самолетов в ЦАГИ. Полет, 2018, № 11, с. 37–49.

[2] Шаршаков А.А. Проект орбитального самолета. Авиационные системы, 2012, № 2, с. 59–60.

[3] Гончаров Б.Э. Многоразовые космические системы, их прошлое и будущее. Научная перспектива, 2015, № 1, с. 72–73.

[4] Калугин В.Т., ред. Аэродинамика. М., Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2017.

[5] Goodwin D.G., Moffat H.K., Schoegl I. et al. Cantera: an object-oriented software toolkit for chemical kinetics, thermodynamics, and transport processes. Version 2.6.0. DOI: http://dx.doi.org/10.5281/zenodo.6387882

[6] McBride B.J., Zehe M.J., Gordon S. NASA Glenn coefficients for calculating thermodynamic properties of individual species. NASA/TP-2002-211556, 2002.

[7] Строгалев В.П, Толкачева И.О., Быков Н.В. Основы прикладной газовой динамики. М., Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2014.

[8] Абрамович Г.Н. Прикладная газовая динамика. М., Наука, 1991.

[9] Орлов Б.В., ред. Основы проектирования ракетно-прямоточных двигателей для беспилотных летательных аппаратов. М., Машиностроение, 1967.

[10] Ганжело А.Н. Оптимизация одной системы скачков уплотнения. Механика жидкости и газа, 2009, № 4, с. 162–172.