Тестовые расчеты плотности радиационных тепловых потоков к поверхности гиперзвукового аппарата в летном эксперименте FIRE-II в условиях близких к равновесным


Просмотр статьи
PDF, 783,5 КБ

Test calculation of radiation heating of FIRE-II surface in conditions close to equilibrium

Numerical simulation results on spectral and integral heating of Fire-II surface for conditions recommended by Working group of European Space Agency on High Temperature Gas Radiation (HTGR) are presented. Current problems of test calculations in radiative aerophysics are discussed.

hypersonic flow, radiative heat flow, flight experiment, spectral optical properties


Том 14, выпуск 3, 2013 год



Представлены результаты расчетов спектральных и интегральных радиационных тепловых потоков к поверхности космического аппарата Fire-II для траекторных условий рекомендуемых рабочей группой Европейского космического агентства по излучению высокотемпературных газов. Обсуждаются проблемы проведения тестовых расчетов задач радиационной аэрофизики.

гиперзвуковые течения, радиационные тепловые потоки, летный эксперимент, спектральные оптические свойства


Том 14, выпуск 3, 2013 год



1. Cornette, E.S., “Forebody Temperatures and Calorimeter Heating Rates Measured During Project Fire II Reentry at 11.5 Kilometers per Second,” 1966. NASA TM-X-1305.
2. Cauchon D.L, “Radiative Heating Results From the Fire II Flight Experiment at a Reentry velocity of 11.4 km/s,” 1967. NASA TM-X-1402.
3. Sutton, K., “Air Radiation Revisited,” AIAA Paper 84-1733, 1984.
4. Balakrishnan, A., Park, C., and Green, M.J., “Radiative Vis-cous-Shock Layer Analysis of Fire, Apollo, and PAET Flight Data,”AIAA Paper85-1064, 1985.
5. Gupta, R.N., “Navier–Stoke sand Viscous Shock-Layer Solu-tions for Radiating Hypersonic Flows,” AIAA Paper 87-1576, 1987.
6. Bird, G.A., “Nonequilibrium Radiation During Re-Entry at 10 km/s,” AIAA Paper 87-1543, 1987.
7. Carlson, L.A., “Approximations for Hypervelocity Nonequilibrium Radiating, Reacting, and Conducting Stagna-tion Regions,” Journal of Thermophysics and Heat Transfer, Vol.3, No.4, 1989, Pp.380–388.
8. Park, C., “Assessment of Two Temperature Kinetic Model for Ionizing Air,” Journal of Thermophysics and Heat Transfer, Vol.3, No.3, July 1989, Pp.233–244.
9. Gally, T.A., “Development of Engineering Methods for Nonequilibrium Radiative Phenomena about Aeroassisted En-try Vehicles, Ph.D. Dissertation, Texas A&M Univ., College Station, TX, 1992.
10. Greendyke, R.B., and Hartung, L.C., “Convective and Radiative Heat Transfer Analysis for the Fire II Forebody,” Journal of Spacecraft and Rockets, Vol.31, No.6, 1994, Pp.986–992.
11. Olynick, D.R., Henline, W.D., Chambers, L.H., and Candler, G.V., “Comparisons of Coupled Radiative Navier–Stokes Flow Solutions with the Project Fire II Flight Data,” AIAA Paper 94-1955, 1994.
12. Park, C., “Stagnation Point Radiation for Apollo 4,” Journal of Thermophysics and Heat Transfer, Vol.18, No.3, 2004, Pp.349–357.
13. Johnston C.O., Hollis B.R., Sutton K. “Nonequilibrium Stag-nation-Line Radiative Heating for Fire-II,” JSR, Vol. 45, No.6, 2008, Pp.11851195.
14. Surzhikov S.T., Shang J.S, “Numerical Rebuilding of Fire-II Flight Data With the Use of Different Physical-Chemical Ki-netics and Radiation Models”, AIAA-2013-0190, 51st Aero-space Sciences Meeting including the New Horizons Forum and Aerospace Exposition 07-10 January 2013. Grapevine (Dallas/ Ft. Worth Region), Texas, USA. 19 p.
15. Суржиков С.Т. Анализ моделей ионизационной кинетики при гиперзвуковом обтекании цилиндра// Журнал хими-ческой физики. 2010. Т.29. №7. С.4862.
16. Суржиков С.Т. Плотность радиационных тепловых пото-ков к наветренной поверхности марсианского космиче-ского аппарата в тестовой задаче № 3 рабочей группы по излучению высокотемпературных смесей газов ЕКА// См. статью в сборнике АФМ-6, изд-во ИПМех РАН, 2014 г.
17. Surzhikov S.T, “Non-Equilibrium Radiative Gas Dynamics of ORION Space Vehicle”, AIAA-13-0231, 51st Aerospace Sciences Meeting including the New Horizons Forum and Aerospace Exposition 07-10 January 2013. Grapevine (Dal-las/ Ft. Worth Region), Texas, USA. 30 p. DOI: 10.2514/6.2013-66
18. Djadkin A., Beloshitsky A., Shuvalov M., Surzhikov S., “Un-certainties in Heating Predictions of Segmental-Conical Space Vehicle Resulting From Data on Chemical and Physical Ki-netics”, AIAA-2013-1056, 51st Aerospace Sciences Meeting including the New Horizons Forum and Aerospace Exposi-tion 07-10 January 2013. Grapevine (Dallas/ Ft. Worth Re-gion), Texas, USA. 43 p. DOI: 10.2514/6.2013-1056
19. Surzhikov S.T., Shang J.S. Coupled Radiation-Gasdynamic Model for Stardust Earth Entry Simulation// Journal of Spacecraft and Rockets. 2012. Vol. 49. No.5. Pp.875888.
Surzhikov S.T. Data Base of Atomic Lines for Radiative Gas Dynamic Models//AIAA Paper № 02-2898. 2002. 46 p.
21. Кузенов В.В. Использование регулярных адаптивных се-ток для анализа импульсных сверхзвуковых струй плаз-мы // Физико-химическая кинетика в газовой динамике. 2008. T.7. http://www.chemphys.edu.ru/pdf/2008-09-01-016.pdf
22. Котов М.А., Кузенов В.В. Создание сложных поверхно-стей гиперзвуковых летательных аппаратов системами САПР // Физико-химическая кинетика в газовой динами-ке. 2010. T.9. http://www.chemphys.edu.ru/pdf/2010-01-12-039.pdf