ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СУПЕРКОМПЬЮТЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ПРИ НАЗЕМНОЙ ОТРАБОТКЕ ГАЗОДИНАМИКИ СТАРТА КОСМИЧЕСКИХ РАКЕТНЫХ КОМПЛЕКСОВ

© М.О.Кравчук, Н.Ф.Кудимов, А.В.Сафронов, О.Н.Кудрявцев
© Государственный музей истории космонавтики им. К.Э. Циолковского, г. Калуга
Секция "Проблемы ракетной и космической техники"
2015 г.

Одной из наиболее важных задач проектирования ракетно-стартовых систем является обеспечение допустимых уровней газоди-намических нагрузок на ракету-носитель (РН), включающих донные разрежения при взаимодействии высокоэнтальпийных струй продук-тов сгорания двигательной установки РН с проёмом пускового стола.

Представлены результаты расчётно-экспериментальных иссле-дований газодинамики старта многоблочной РН типа Ангара А5 с космодрома «Восточный» с анализом эжекционных и ударно-волновых процессов. Рассмотрено влияние подъёма РН на величину эжекционных токов в стартовом проёме, которое позволяет оценить суммарную потерю тяги из-за донных разрежений при старте. Пред-ставлена физико-математическая модель на основе осреднённых урав-нений Навье-Стокса с адаптированными моделями турбулентной вяз-кости Ментера.

Модельные испытания проводились на стенде ПВК (керосин–воздух) Центрального научно-исследовательского института машино-строения (ЦНИИмаш).

Расчётные исследования проводились с применением супер-компьютера ЦНИИмаш при числе ячеек разностной сетки до 30 млн. На первом этапе численного моделирования проводилась валидация численного подхода путём сравнения расчётных данных с результатами модельных испытаний. На втором этапе проводились численные исследования для натурных условий.

Разработанный подход рекомендуется для отработки газодина-мики старта перспективных ракетоносителей.