张勇强，张 烨，魏永辉，李金逵，孙玉柱

(解放军63788部队， 陕西 渭南 714000)



·仿真技术·

基于数值模拟计算的返回舱再入黑障特性分析

张勇强，张 烨，魏永辉，李金逵，孙玉柱

(解放军63788部队， 陕西 渭南 714000)

为了研究返回舱再入黑障区等离子鞘套的特性，利用FASTRAN软件对返回舱再入黑障段进行数值模拟计算，获得了返回舱周围流场和气体电离等参数的分布特性。结果表明：返回舱再入段由于进行高超声速飞行，气体的压缩形成强的弓体激波，激波层内气体压强增大，温度升高，气体发生电离，产生NO+离子和电子等带电体，形成了包覆在返回舱周围的等离子鞘套。通过分析不同返回舱的计算数据，得出返回舱激波层后气体温度的变化与初始速度相关，压强的变化与初始速度和初始压强相关；激波层后气体离解的程度与振动温度相关，N2较O2发生离解的振动温度高；影响等离子鞘套的主要参数是平动温度和电子数密度，其大小和分布在不同返回舱的相同归一化距离下基本一致。

返回舱；黑障；流场；电离；等离子鞘套

0 引 言

返回舱在再入返回段经过80 km～40 km高度时，做高超声速飞行，在返回舱的前端形成强的弓形脱体激波，由于激波的压缩和空气的粘着作用，使得大量动能转换为热能。当飞行速度达到一定值时，高温效应足以引起气体分子的离解甚至电离，在返回舱周围形成一定厚度的气体包覆体，称为等离子鞘套[1]。等离子鞘套会吸收和散射电磁波，使传输信号衰减或反射，给返回器测控信号的传输带来严重影响甚至中断，导致所谓的黑障效应[2]。……