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弹箭与制导学报2025年第05期:多喷管布局对火箭底部热环境影响研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:熊宗健;赵雨辰;姜毅;闫沛泽;刘汉宇;

单位:北京理工大学宇航学院;北京宇航系统工程研究所;

摘要:火箭作为深空探测的核心运载工具,在其上升过程中,发动机喷出的高温燃气与周围空气相互作用,在火箭底部形成高温燃气流场,这种极端的热环境会导致运载火箭底部电子设备失效,严重威胁火箭飞行安全。针对“8+1”构型多喷管运载火箭不同喷管布局底部热环境问题,采用计算流体力学数值模拟的方法,基于有限体积法,使用DO辐射模型考虑H_2O、CO_2、CO等强辐射气体的辐射作用,采用Realizable k-ε湍流模型、多组分模型研究不同飞行高度下“8+1”喷管布局相对位置对运载火箭底部热环境的影响。研究结果表明喷管布局对运载火箭底部热环境影响较大。中心喷管后移在低空环境能改善底部热环境,在高空时会恶化底部热环境;外围喷管向内移动、向外移动和向外偏转在不同高度下均能改善火箭底部热流环境至多改善69.3%。

关键词:运载火箭;;热环境;;燃气射流;;多喷管;;计算流体力学