月球探测器着陆过程羽流热效应数值模拟研究

作     者：张熇 吴成赓 刘立辉 孙洁 贺碧蛟 蔡国飙 ZHANG He;WU Chenggeng;LIU Lihui;SUN Jie;HE Bijiao;CAI Guobiao

作者机构：北京航空航天大学宇航学院北京102206 北京空间飞行器总体设计部北京100094 探月与航天工程中心北京100086 

出 版 物：《宇航学报》 (Journal of Astronautics)

年 卷 期：2022年第43卷第6期

页      码：820-829页

摘      要：考虑到月球探测器着陆过程变推力发动机工作可能引发羽流热效应,通过差分求解N-S方程与直接模拟蒙特卡洛(DSMC)耦合的方法,针对探测器变推力发动机羽流的连续流区与稀薄流区进行了数值模拟,获得了着陆过程不同状态探测器表面的羽流气动热流密度分布,分析了探测器在不同高度及坡度受到的羽流热效应,研究了探测器因落月惯性与发动机延时拖尾等特殊工况羽流气动热的影响程度。数值模拟结果表明,探测器受到的羽流气动热影响总体随着发动机出口与月面间距离减小而急剧增强,随着距离减小至0.434 m,热流密度最大值为429 kW/m^(2),而且月面坡度对羽流热效应有减弱作用。研究结果可为探测器关机策略的制定提供支撑,为探测器关键部位的热防护提供输入,为探测器整体的设计优化提供服务。

主 题 词：月球探测器 着陆过程 真空羽流 羽流热效应 

学科分类：080703[080703] 08[工学] 082502[082502] 0807[工学-电子信息类] 0802[工学-机械学] 0825[工学-环境科学与工程类] 0704[理学-天文学类] 

核心收录：

D　O　I：10.3873/j.issn.1000-1328.2022.06.013

馆 藏 号：203113350...