ОЦЕНОЧНЫЙ РАСЧЕТ ЛУЧИСТЫХ ТЕПЛОВЫХ ПОТОКОВ ОТ СТРУЙ МАРШЕВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ МНОГОБЛОЧНОЙ КОМПОНОВКИ РАКЕТЫ-НОСИТЕЛЯ ТЯЖЕЛОГО КЛАССА «АНГАРА-5»

© Д.В.Морозов
© Государственный музей истории космонавтики им. К.Э. Циолковского, г. Калуга
Секция "Проблемы ракетной и космической техники"
2003 г.

В связи со сложной крестообразной компоновкой хвостового отсека пятиблочной РН тяжелого класса значительная часть элементов конструкции подвергается воздействию лучистых тепловых потоков от пяти струй маршевых двигателей первой ступени РН. Определение величины суммарного лучистого теплового потока от пятиблочной компоновки является важной задачей, которая не может быть решена путем лабораторных исследований и привлечения данных по тепловым нагрузкам на РН с кольцевой компоновкой двигателей. Данная проблема рассматривается в рамках оценочных расчетов, которые затем сравниваются с результатами летных измерений на РН «Зенит».

Проведен анализ данных РКК «Энергия» по зависимости лучистого потока от струй двигательной установки I ступени РН «Энергия» от степени нерасчетности. Проведена экстраполяция этих данных как в сторону нерасчетностей, меньших 0,8, так и в сторону больших нерасчетностей.

Рассмотрены модели расчета лучистых тепловых потоков от многоблочной струи на днище РН, изменяющиеся в процессе выведения в зависимости от степени расширения струй, изменения их температуры и наличия областей взаимодействия струй как дополнительных источников излучения. Предложена модель «сферического источника» распределения лучистых тепловых потоков в пространстве и модель «цилиндра» для расчета величины лучистого теплового потока. Определен момент возникновения режима развитого возвратного течения в донной области РН тяжелого класса. Проведен оценочный расчет лучистых тепловых потоков к донному экрану центрального блока РН тяжелого класса, и построена зависимость максимальной величины лучистого теплового потока к донному экрану РН от времени полета.