Features of Self-Oscillatory Processes, Occurring during a Transonic Restructuring Flow for a Three-Dimensional Ledge of a Body Surface. E.Yu. Arkhireeva, B.N. Dan’kov, E.O. Kolyada, A.P. Kosenko. Results of comprehensive studies of the characteristic frequencies of self-oscillatory processes, occurring during a transonic restructuring flow for a three-dimensional ledge of a body surface are presented. Self-oscillatory processes for corner edges bodies with generatrix bends may have not only a disbursement-wave, as previously thought, but also a hydrodynamic nature are shown.
Key words: three-dimensional ledge, transonic restructuring flow, self-oscillatory processes.
Литература.
1. Д а н ь к о в Б. Н., К о с е н к о А. П., К у л и к о в В. Н. и др. Особенности трансзвукового обтекания конусоцилиндрического тела при малом угле излома образующей на передней угловой кромке. – Изв. РАН. МЖГ, 2006, № 3, с. 140 – 154.
2. Д а н ь к о в Б. Н., К о с е н к о А. П., К у л и к о в В. Н. и др. Волновые возмущения в трансзвуковых отрывных течениях. – Изв. РАН. МЖГ, 2006, № 6, с. 153 – 165.
3. Д а н ь к о в Б. Н., К о с е н к о А. П., К у л и к о в В. Н. и др. Особенности трансзвукового течения за задней угловой кромкой надкалиберного конусоцилиндрического тела. – Изв. РАН. МЖГ, 2007, № 3, с. 155 – 168.
4. А б д р а ш и т о в Р. Г., А р х и р е е в а Е. Ю., Д а н ь к о в Б. Н. и др. Механизмы нестационарных процессов в протяженной каверне. – Ученые записки ЦАГИ, 2012, т. XLIII, № 4.
5. M o r k o v i n M. V., P a r a n j a p e S. V. On Acoustic Excitation of Shear Layers. – Zeitschrift für Flugwissenschaften, 1971,v. 19, H. 8/9, pp. 328 – 335.
6. T a m C. K. W. Excitation of Instability Waves in a Two-Dimensional Shear Layer by Sound. – Journal of Fluid Mechanics, 1978, v. 89, Part 2, pp. 357 – 371.
7. T a m C. K. W. The Effects of Upstream Tones on the Large Scale Instability Waves and Noise of Jets. In Mechanics of Sound Generation in Flows, edited by E. Mueller. Springer-Verlag, New York, IUTAM, ICA,AIAA-Symposium, 1979, pp. 41 – 47.
8. H a n k e y W. L., S h a n g J. S. Analyses of Pressure Oscillations in an Open Cavity. – AIAA Journal, 1980,v. 18, № 8, pp. 892 – 898.
исследование поля потока в рабочей части сверхзвуковой аэродинамической трубы методом анемометрии по изображениям частиц
О.А. Гобызов, Ю.А. Ложкин (Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН,
Новосибирский государственный университет), канд. техн. наук Ю.Х. Ганиев,
Е.П. Захаров, канд. физ.-мат. наук С.Е. Филиппов (ФГУП ЦНИИмаш)
Представляется методика экспериментального исследования поля потока в среднемасштабной сверхзвуковой аэродинамической трубе (АДТ) с использованием бесконтактного метода (PIV) измерения скорости трассеров. Приводятся полученные результаты.
Ключевые слова: поле скорости, сверхзвуковое течение газа, метод анемометрии.
Study of the Flow Field in the Working Section of a Supersonic Aerodynamic Tunnel by an Anemometry Method on Particles Images. O.A. Gobyzov, Yu.A. Lozhkin, Yu.Kh. Ganiev, E.P. Zakharov, S.E. Filippov. A method of an experimental study of the flow field in a mesoscale supersonic aerodynamic tunnel (ADT) using a non-contact method (PIV) of velocity tracers measurements is presented. Received results are shown.
Key words: speed field, supersonic gas flow, anemometry method.
литература
1. Л и п н и ц к и й Ю. М. и др. Экспериментальные аэрогазодинамические установки ЦНИИмаш. Руководство для конструкторов, 2010, т. 2, кн 2.1, ч. 2.
2. R a g n i D., S c h r i j e r F., v a n O u d h e u s d e n B. W. et al. Particle Tracer Response Across Shocks Measured by PIV. – Exp. Fluids, 2011, v. 50, рp. 53 – 64.
3. M e l l i n g A. Tracer Particles and Seeding for Particle Image Velocimetry. – Measurement Science and Technology, 1997, v. 8, № 12, рp. 1406 – 1416.
4. T e d e s c h i G., G o u i n H., E l e n a M. Motion of Tracer Particles in Supersonic Flows.– Exp. Fluids, 1999, v. 26, р. 288.
5. M e n g e l F., M o r c k T. Prediction of PIV Recording Performance. Proc. of Fifth International Conference on Laser Anemometry: Advances and Applications. – SPIE, 1993, v. 2052, рр. 331 – 338.
6. D u r s t F., M e l l i n g A., W h i t e l a w J. H. Principles and Practice of Laser-doppler Anemometry. Second Edition. London: Academic Press, 1981.
7. K a h l e r C. J, S a m m l e r B., K o m p e n h a n s J. Generation and Control of Tracer Particles for Optical Flow Investigations in Air. – Exp. Fluids, 2002, v. 33, рр. 736 – 742.
8. Г о б ы з о в О. А., Л о ж к и н Ю. А., Г а н и е в Ю. Х. и др. Опыт применения метода PIV для исследования структуры течения в сверхзвуковых аэродинамических трубах. – В материалах ХII Межд. науч.-технич. конференции: Оптические методы исследования потоков. М.: НИУ «МЭИ», 2013.
9. T o k a r e v M. P., M a r k o v i c h D. M., B i l s k y A. V. Adaptive Algorithms for PIV Image Processing. – Comput. Technol, 2007, v. 12, № 3, рр. 109 – 131.
10. А х м е т б е к о в Е. К., М а р к о в и ч Д. М., Т о к а р е в М. П. Корреляционная коррекция в методе слежения за частицами в потоках. – Вычислительные технологии, 2010, т. 15, № 4, с. 57 – 72.
РАЗВИТИЕ МЕТОДА СТРУЙНО-ВЕСОВЫХ ИСПЫТАНИЙ
В АЭРОДИНАМИЧЕСКИХ ТРУБАХ БОЛЬШИХ СКОРОСТЕЙ
В.Н. Андреев, П.А. Буланкин, канд. техн. наук С.Ф. Игнатов,
канд. техн. наук В.А. Козловский, канд. техн. наук В.И. Лагутин
(ФГУП ЦНИИмаш)
Рассматривается влияние струй многосопловой двигательной установки (ДУ) на аэродинамику летательных аппаратов (ЛА). На основании результатов испытаний струйно-весовой модели ракеты в крупномасштабных аэродинамических трубах при моделировании струйного потока ДУ, взаимодействующего с обтекающим модель до- и сверхзвуковым потоком, показывается характер изменения коэффициента аэродинамического сопротивления Cx на разных участках траектории полёта.
Ключевые слова: аэродинамические трубы, двигательные установки, моделирование.
Development of the Jet-Weight Tests Method in High Speeds Aerodynamic Tunnels. V.N. Andreev, P.A. Bulankin, S.F. Ignatov, V.A. Kozlovsky, V.I. Lagutin. An impact of multi-nozzle propulsion system (PS) jets on the aircraft (AC) aerodynamics is examined. On the basis of tests results of a jet-weight rocket model in large-scale aerodynamic tunnels for a modeling jet PS flow, interacting with a flowing model before- and supersonic flow, show the character change of the aerodynamic Cx resistance coefficient on different parts of a flight trajectory.
Key words: aerodynamic tunnels, propulsion systems, modeling.
ЛИТЕРАТУРА
1. К о з л о в с к и й В. А. Система обеспечения качества исследований аэродинамических характеристик моделей летательных аппаратов на экспериментальной базе ЦНИИ машиностроения. – Космонавтика и ракетостроение, 2009, вып. 3 (56).
2. Тензометрический динамометр. Заявка на изобретение № 2012132363 от 04.08.2012, кл. G 01 L 5/16, G 01 L 1/22.
3. А в д у е в с к и й В. С., А ш р а т о в Э. А., И в а н о в А. В. и др. Газодинамика сверхзвуковых неизобарических струй. М.: Машиностроение, 1989.
4. В а с и л ь к о в А. П., М у р з и н о в И. Н. Подобие при истечении сильно недорасширенных струй в спутный гиперзвуковой поток. – Изв. АН СССР, сер. МЖГ, 1974, № 5, с. 129 – 135.
5. P i n d z o l a M. Boundary Simulation Parameters for Underexpanded Jets in Quiescent Atmosphere. Technical Report AEDC-TR-65-6, Arnold Engineering Developmental Center, Air Force Systems Command, Arnold Air Force Station, TN, 1965.
6. М у р з и н о в И. Н. Параметры подобия при истечении сильно недорасширенных струй в затопленное пространство. – Изв. АН СССР, сер. МЖГ, 1974, № 4, с. 143 – 148.
ЧИСЛЕННОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИЧЕСКОЙ УСТОЙЧИВОСТИ МОДЕЛЕЙ СПУСКАЕМЫХ АППАРАТОВ
П.А. Хлебцов (ФГУП ЦНИИмаш)
Приводятся результаты численного исследования динамической устойчивости моделей спускаемых аппаратов (СА) на трансзвуковом участке полёта методом совместного расчёта уравнений динамики и газодинамики при различных смещениях центровки СА.
Ключевые слова: динамическая устойчивость, спускаемые аппараты.
Numerical Study of a Descend Vehicles Models Dynamic Stability.
P.A. Khlebtsov. Results of numerical study of a descend vehicles (DV) models dynamic stability on a transonic flight phase by the joint calculation of dynamics and gas dynamics equations method at different DV centering displacements are presented.
Key words: dynamic stability, descend vehicles.
ЛИТЕРАТУРА
1. Кауров С.А., Козлов С.С., Липницкий Ю.М. и др. Определение аэродинамических характеристик возвращаемого летательного аппарата по результатам исследования моделей в процессе свободного полёта в аэродинамической трубе. – Космонавтика и ракетостроение, 2013, вып. 2(71), с. 8 – 12.
2. Ерёмин В.В., Козловский В.А., Михалин В.А. и др. Исследование аэродинамических характеристик затупленных конусов большого раствора. Там же,
с. 112 – 118.
3. Липницкий Ю.М., Красильников А.В., Покровский А.Н. и др. Нестационарная аэродинамика баллистического полета. М.: Физматлит, 2003.
4. Murman S.M., Aosmis M.J. Dynamic Analysis of Atmospheric-Entry Probes and Capsules.– AIAA Paper 2007-0074, 2007.
5. Murman S.M. Dynamic Viscous Simulations of Atmospheric-Entry Capsules. – AIAA Paper 2008-6911, 2008.
6. Kazemba C.D., Braun D.R., Clark I.G. et al. Survey of Blunt Body Dynamic Stability in Supersonic Flow.– AIAA 2012-4509, 2012.
7. Лысенко Л.Н. Наведение и навигация баллистических ракет. М.: Изд-во МГТУ им Н.Э. Баумана, 2007.
8. Hirsch C. Numerical Computation of Internal and External Flows. Oxford, 2007.
9. Гарбарук А.В. Течения вязкой жидкости и модели турбулентности: методы расчёта турбулентных течений. СПб: Изд-во СПГПУ, 2010.
10. Волков К.Н., Емельянов В.Н. Моделирование крупных вихрей в расчётах турбулентных течений. М.: Физматлит, 2008.
11. Werner H., Wengle H. Large-eddy Simulation of Turbulent Flow Over and Around a Cube in a Plate Channel. In Springer-Verlag, editor, Turbulent Shear Flows 8. Munich, 1993, v. 8.
12. Toro E. Riemann Solvers and Numerical Methods for Fluid Dynamics. Springer, 1999.
13. Сафронов А.В. Кинетические интерпретации численных схем для уравнений газовой динамики. – Физико-химическая кинетика в газовой динамике, 2009, вып. 3.
14. Bailey A., Hiatt J. Free-flight Measurements of Sphere Drag at Subsonic, Transonic, Supersonic and Hypersonic Speeds for Continuum, Transition and Near-free-molecular Flow Conditions. Tennessee, 1971.
15. Garbaruk A., Niculin D., Strelets M. et al. Comparative Study of Different Turbulence Modeling Approaches to Prediction of Transonic and Supersonic Flows Past a Reentry Capsule with Balance flaps. EUCASS Proceedings Series – Advances in AeroSpace Sciences, 2013, v. 5, pp. 3 – 22.
Особенности газодинамики разделения высотных ступеней ракет-носителей с четырёхсопловой двигательной установкой
Канд. техн. наук А.А. Бачин, А.С. Епихин,
канд. техн. наук Б.С. Кирнасов (ФГУП ЦНИИмаш),
канд. техн. наук Н.Н. Скалчихин (ГНПРКЦ «ЦСКБ-Прогресс»),
канд. техн. наук В.И. Усков, канд. техн. наук Н.Е. Храмов (ФГУП ЦНИИмаш)
Рассматриваются подходы к наземной отработке в условиях барокамер У-22М и У-22 ЦНИИ машиностроения (ЦНИИмаш) газодинамики процесса разделения высотных ступеней ракет. Излагается метод физического моделирования указанного процесса с использованием четырёхсопловых систем. На примерах конкретных изделий обсуждаются характерные особенности распределённых и интегральных газодинамических характеристик.
Ключевые слова: разделение ступеней, физическое моделирование, сопло, ракета-носитель (РН), газодинамические нагрузки.
Gasdynamic Features of a Tall Launch Vehicles Stages Separation with a Four Nozzle Propulsion System. A.A. Bachin, A.S. Epikhin, B.S. Kirnasov, N.N. Skalchikhin, V.I. Uskov, N.E. Khramov. Approaches to a ground test in U-22M and U-22 Central Research Institute of Machine Building (TSNIIMash) pressure chambers for a process gasdynamic separation of tall rocket stages are examined. A physical modeling method of a shown process using four nozzle systems is stated. On examples of specific products are discussed as characteristic features of distributed and integrated gasdynamic characteristics.
Key words: stages separation, physical modeling, nozzle, launch vehicle (LV), gasdynamic loading.
ЛИТЕРАТУРА
1. К о т о в А. И. Реализация численных методов в нестационарной газовой динамике. – Учёные записки ИВВБД, 1998, № 2-98.
2. K u r g a n o v A., T a d m o r E. New High-resolution Central Schemes for Nonlinear Conservation Laws and Convection-diffusion Equations. – J. Comp. Phys, 1999, v. 160, is. 1.
3. К о т о в А. И., Х р а м о в Н. Е. Численное моделирование газодинамики течения в межступенном отсеке с многосопловой компоновкой при разделении ступеней. – Космонавтика и ракетостроение, 2012, вып. 1 (66), с. 22 – 29.
4. Газодинамика изделий РКТ с работающими двигателями. Руководство для конструкторов. ЦНИИмаш, 2010, с. 1 – 247.
5. К а п и т о н о в В. А., К о з л о в А. А., Л у п т а к о в Б. В. и др. Некоторые направления сотрудничества Центрального специализированного КБ и ЦНИИ машиностроения. – Космонавтика и ракетостроение, 1998, вып. 14, с. 108 – 116.
ИССЛЕДОВАНИЕ УДАРНО-ВОЛНОВЫХ ПРОЦЕССОВ ПРИ СТАРТЕ РАКЕТЫ-НОСИТЕЛЯ В МОМЕНТ ВКЛЮЧЕНИЯ ЕЁ ДВИГАТЕЛЯ С РАБОТАЮЩЕЙ СИСТЕМОЙ ВОДОПОДАЧИ
Канд.техн.наук Б.Г. Белошенко (ФГУП ЦНИИмаш), А.Б. Бут (филиал ФГУП «ЦЭНКИ»-НИИСК), А.А. Казаков (ФГУП ЦНИИмаш), И.Н. Каракотин (ГКНПЦ им. М.В. Хруничева), канд. техн. наук С.Н. Шипилов (ФГУП ЦНИИмаш)
Обосновывается возможность экспериментальной отработки системы водоподачи в струи двигательной установки (ДУ) в целях определения её эффективности для снижения ударно-волновых давлений (УВД) при старте ракеты-носителя (РН) с использованием маломасштабных моделей с натурными термогазодинамическими параметрами рабочего тела (продуктов горения кислородо-водородо-азотной газовой смеси) путём сравнения результатов натурных измерений УВД и модельных экспериментов, минуя стадию крупномасштабных испытаний. Сравниваются результаты «сухих» и «мокрых» экспериментов.
|
