单充气环薄膜型减速器气动特性分析

对单充气环薄膜型减速器再入 时的气动特性 ，对 其外 围流场进行 了仿真分析 ，对 比分析 了充气式减速 器 不同锥角及 阻力面形状对 气动特性的影响，结果表 明，减速 器所受的气动阻力与其锥角有明显 关系，且 具有非线性特点， 当减速 器锥 角保持不变时，其阻力面的形状对气动 阻力也有一定影响，且减速器再入 过程 中的阻力面形状可以改变其压 力分布。文章最后给 出了充气减速器外围的流场、温度场和压力场 ，
以及它们 的变化特征 ，这能为充 气式减速 器的结构设计提供一定 的参考依据 。
关键词 减速 器 充气环 薄膜型 气动特性 中图分 类 号 ： Ｖ４ ７ ５ 文 献 标 志码 ： Ａ
Ｄ０Ｉ ： ｌ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ９ － ８ ５ ｌ ８ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ３ ． ０ ０ ７ Ａ ｎａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ Ａｅ ｒ ｏ ｄｙ ｎａ ｍｉ ｃ Ｃｈａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｓ ｔ ｉ ｃ ｓ ｏ ｆ Ｉ ｎｆ ｌａ ｔ ａ ｂ ｌ ｅ
（ Ｃ ｅ ｎ ｔ ｅ ｒ ｆ ｏ ｒ Ｃ ｏ ｍｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｅ Ｍａ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ ｓ ａ ｎ ｄ Ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ｓ ， Ｈａ ｒ ｂ ｉ ｎ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ， Ｈａ ｒ ｂ ｉ ｎ １ ５ ０ ０ ８ ０ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
摘 要
针 对 降低 返 回 系统 质 量 与提 高有 效 载荷 的 日益 需求 ，一 种新 型 充 气 式再入 减 速 器成 为 国 际
wenku.baidu.com
上 研 究 的 热点之 一 。它 具有 易折 叠 包装 、质 量 轻 、展 开 阻力 面积 大 、再入 时弹道 系数低 和 产生 的气动 热 量 小等 明显 优 点 ， 为航 天 员应 急返 回 、深 空探 测 以及 有 效载 荷 的 回收 提供 了一种 新 的技 术 途径 。文章 针
ｏｆ ｄｒ ａ ｇ ｓ ｕ ｒ ｆ ａ ｃ ｅ ａ ｒ ｅ ｃ ｏ ｍｐａ ｒ ｅ ｄ． Ｔｈｅ ｓ ｅ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｓ ｈｏ ｗ ｔ ｈ ａ ｔ Ｉ Ｍ Ａ’ Ｓ ａ ｅ ｒ ｏｄ ｙ ｎａ ｍｉ ｃ ｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｓ ｔ ｉ ｃ ｓ ａ ｒ ｅ ｃ ｌ ｏｓ ｅ ｌ ｙ ｃ ｏｎ ｎｅ ｃ ｔ ｅ ｄ ｗｉ ｔ ｈ ｃ ｏｎ ｅ ａ ｎｇ ｌ ｅ ａ ｎｄ ｔ ｈｅ ｉ ｒ ｒ ｅ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎｓ ｈｉ ｐ ｉ ｓ ｎｏ ｎ — ｌ ｉ ｎ ｅ ａ ｒ ．Ｗ ｈｅ ｎ ｃ ｏ ｎ ｅ ａ ｎｇ ｌ ｅ ｉ ｓ ｔ ｈ ｅ ｓ ａ ｍｅ ，Ｉ Ｍ Ａ＇ ｓ ｄｒ ａ ｇ ｈ ａ ｓ ａ ｒ ｅ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｗｉ ｔ ｈ ｄ ｒ ａ ｇ ｓ ｕ ｒ ｆ ａ ｃ ｅ’ Ｓ ｓ ｈａ ｐｅ ａ ｓ ｗｅ ｌ １ ． Ｆｉ ｎａ ｌ ｌ ｙ ，ｉ ｔ ｓ ｖｅ ｌ ｏｃ ｉ ｔ ｙ ，ｔ ｅ ｍｐｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ａ ｎ ｄ ｐｒ ｅ ｓ ｓ ｕｒ ｅ ｉｅ ｆ ｌ ｄ ｏｆ Ｉ Ｍ Ａ ａ ｒ ｅ ｐ ｒ ｏ ｖｉ ｄ ｅ ｄ ．Ｔｈｅ
第３ ４卷 第 ３期
２ ０ １ ３年 ６月
航 天返 回与遥 感
Ｓ ＰＡＣＥＣＲＡ ＦＴ ＲＥＣＯＶ ＥＲＹ ＆ ＲＥＭ Ｏ ＴＥ ＳＥＮ ＳＩ Ｎ Ｇ ４ ９
单充气 环薄 膜型 减速器气 动特性 分析
卫 剑 征 马瑞 强 谭 惠丰 谢 志 民
（ 哈尔滨工业 大学 ，复合 材料与结 构研究所 ，哈尔滨 １ ５ ０ ０ ８ ０）
Ａｂｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ Ｗｉ ｔ ｈ ｔ ｈ ｅ ｇ ｒ ｏｗｉ ｎｇ ｄｅ ｍａ ｎｄ ｆ ｏ ｒ ｒ ｅ ｄ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏｆ Ｒｅ － ｅ ｎ ｔ ｒ ｙ ｓ ｙｓ ｔ ｅ ｍ ｍａ ｓ ｓ ａ ｎ ｄ ｉ ｎ ｃ ｒ ｅ ａ ｓ ｅ ｏ ｆ ｐａ ｇ ｌ ｏ ａ ｄ，
Ｍ ｅ ｍ ｂｒ ａ ｎｅ Ａｅ ｒ ｏ ｓ ｈｅ ｌ ｌ
Ｗ ＥＩ Ｊ ｉ ａ ｎ ｚ ｈｅ ｎｇ Ｍ Ａ Ｒｕｉ ｑｉ ａ ｎｇ ＴＡＮ Ｈｕｉ ｆ ｅ ｎｇ ＸＩ Ｅ Ｚｈｉ ｍｉ ｎ
文章 编 号 ： １ ０ ０ ９ ． ８ ５ １ ８ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ３ ． ０ ０ ４ ９ ． ０ ７
ｍｏ ｒ ｅ ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｅ ｒ ｓ ｇ ｉ ｖ ｅ ｆ ｏ ｃ ｕ ｓ ｏ ｎ ａ ｎ ｅ ｗ ｔ ｙ ｐ ｅ ｏ ｆ ｉ ｎ ｌ ｆ ａ ｔ ａ ｂ ｌ ｅ ｍｅ ｍｂ ｒ ａ ｎ ｅ ａ ｅ ｒ ｏ ｓ ｈ ｅ ｌ ｌ （ Ｉ ＭＡ） ， ｗ ｈ ｉ ｃ ｈ ｉ ｓ ｏ ｆ ｅ ａ ｓ ｙ ｐ ａ ｃ ｋ ａ ｇ ｉ ｎ ｇ ，
ｌ ｉ ｇ ｈ ｔ ｍａ ｓ ｓ ａ ｎ ｄ ｌ ａ ｒ ｇ ｅ ｄ ｒ ａ ｇ ａ ｒ ｅ ａ ． Ｔｈ ｉ ｓ ａ ｅ ｒ ｏ ｓ ｈ ｅ ｌ ｌ ｈ ａ ｓ ｌ ｏ ｗ ｂ ａ ｌ ｌ ｉ ｓ ｔ ｉ ｃ ｃ ｏ ｅ ｉｃ ｆ ｉ ｅ ｎ ｔ ａ ｎ ｄ ａ ｅ ｒ ｏ ｄ ｙ ｎ ａ ｍｉ ｃ ｈ ｅ ａ ｔ ． Ｉ ｔ ｐ ｒ ｏ ｖ ｉ ｄ ｅ ｓ ａ ｎ ｅ ｗ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ ａ ｐ ｐ ｒ ｏ ａ ｃ ｈ ｏｒ ｆ ｅ ｍｅ ｒ ｇ ｅ ｎ ｃ ｙ ｒ ｅ — ｅ ｎ ｔ ｙ ｒ ｏ ｆ ａ ｓ ｔ ｒ ｏ ｎ ａ ｕ ｔ ｓ ， ｅ ｘ ｐ ｌ ｏ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｓ ｐ ａ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ ｒ ｅ ｃ ｏ ｖ ｅ ｙ ｒ ｏ ｆ ｐ ａ ｙ ｌ ｏ ａ ｄ ｓ ． Ｉ ｎ ｃ ｏ ｎ ｎ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｗｉ ｔ ｈ ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｏ ｂ ｌ ｅ ｍ ｏ ｆ ａ ｅ ｒ ｏ ｄ ｙ ｎ ａ ｍｉ ｃ ｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｓ ｔ ｉ ｃ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ａ ｅ ｒ ｏ ｓ ｈ ｅ ｌ ｌ ， ｔ ｈ ｅ ｌ ｆ ｏ ｗ ｉｅ ｆ ｌ ｄ ｓ ａ ｒ ｅ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｄ ｉ ｎ ｔ ｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ￣ Ｍｏ ｒ ｅ ｏ ｖ ｅ ｒ ， ｔ ｈ ｅ ａ ｅ ｒ ｏ ｓ ｈ ｅ ｌ ｌ ’ Ｓ ａ ｅ ｒ ｏ ｄ ｙ ｎ ａ ｍｉ ｃ ｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｓ ｔ ｉ ｃ ｓ ａ ｔ ｄ ｉ ｆ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｔ ｃ ｏ ｎ ｅ ａ ｎ ｇ ｌ ｅ ｓ ａ ｎ ｄ ｗｉ ｔ ｈ ｄ ｉ ｆ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｔ ｓ ｈ ａ ｐ ｅ ｓ