王禹, 张劲柏, 洪娟, 徐航, 兰世隆

(1.北京航空航天大学 国家计算流体力学实验室, 北京 100191;2.中航工业航宇救生装备有限公司, 湖北 襄阳 441003)

升力体式密闭救生舱无控制再入研究

王禹1, 张劲柏1, 洪娟2, 徐航2, 兰世隆1

(1.北京航空航天大学 国家计算流体力学实验室, 北京 100191;2.中航工业航宇救生装备有限公司, 湖北 襄阳 441003)

将救生舱选定为升力体模型,利用数值模拟的方法动态研究救生舱再入过程中的稳定性和减速性,分析无主动控制的救生舱返回的可行性。针对高超声速和马赫数小于4两种工况,分别采用牛顿理论方法和CFD方法进行气动力计算;利用气动特性计算结果求解六自由度轨道仿真动力学方程进行轨迹计算。研究结果显示,救生舱初始再入条件合适时,其再入过程具有稳定性;仅依靠目前救生舱外形的结构减速不能满足减速性要求,需辅助其他减速措施。

救生舱; 高超声速; 稳定性; 减速性; 数值计算

0 引言

密闭救生舱是目前已知的唯一能可靠实现载人航天器“全轨道”安全救生的技术措施[1]。与传统敞开式弹射救生相比,最主要的优点是可适用的救生包线宽、乘员的高速防护性能优良、乘员落地或入水后的生存条件较好。在人类载人航天的发展过程中出现5次一等事故,共21名航天员遇难,其严重事故发生的概率超过了传统的军用作战飞机[2]。随着我国对高超声速飞机、空天飞机等新一代飞行器的研究已取得实质性进展,对救生舱这种救生模式的关注程度也逐渐提高。……