Aerodynamic heating of fuel tanks of a space upper stage at descent in the atmosphere
A techniquefor calculating the trajectory and aerodynamic heating characteristics of the Fregat upper stage atleading away from the working orbit and descent in the atmosphere of the Earth is presented. Theproblem about increasing pressure in fuel tanks caused by heat loading and by liquid fuel evaporationis solved using the thermodynamic approach. Thermodynamic parameters, tanks shellsstress, height, and the trinitrotoluene equivalent of explosive destruction of tanks depending onliquid fuel filling are calculated by an example of leading away an upper stage from the sunsynchronousorbit.
Download file
Counter downloads: 383
Keywords
destruction of tank shells, fuel tanks, vapor pressure, aerodynamic heating, descending trajectory, Earth's atmosphere, space upper stage, разрушение оболочек, давление паров, топливные баки, аэродинамический нагрев, траектория спуска, атмосфера Земли, космический разгонный блокAuthors
| Name | Organization | |
| Glazunov Anatoliy Alekseevich | National Research Tomsk State University | gla@niipmm.tsu.ru |
| Gol'din Victor Danilovich | National Research Tomsk State University | vdg@math.tsu.ru |
| Zverev Valentin Georgievich | National Research Tomsk State University | zverev@niipmm.tsu.ru |
| Ustinov Svyatoslav Nikolaevich | Lavochkin Research and Production Association | ust@laspace.ru |
References
Baker W., Cox P., et al. Explosion Hazards and Evaluation. Amsterdam - Oxford - New York: Elsevier Scientific Publishing Company, 1983 (русский перевод: Бейкер У., Кокс П. и др. Взрывные явления. Оценка последствий. М.: Мир. 1986).
Marshall V. Major Chemical Hazards. Ellis-Horwood, Chichesters, UK, 1987. Русский перевод: Маршалл В. Основные опасности химических производств. М.: Мир, 1989.
Руководство по анализу опасности аварийных взрывов и определению параметров механического действия. РБГ-05-039-96. Нормативный документ. (www.complexdoc.ru). М.: НТЦ ЯРБ Госатомнадзор России, 2000. 80 с.
Прочность, устойчивость, колебания: справочник. Т. 1 / под ред. И.А. Биргера, Я.Г. Пановко. М.: Машиностроение, 1968. 831 с.
Землянский Б.А., Степанов Г.В. О расчете теплообмена при пространственном обтекании тонких затупленных конусов гиперзвуковым потоком воздуха // Изв. АН СССР. Механика жидкости и газа. 1981. № 5. С. 173-177.
Мурзинов И.Н. Ламинарный пограничный слой на сфере в гиперзвуковом потоке равновесно диссоциирующего воздуха // Изв. АН СССР. Механика жидкости и газа. 1966. № 2. С. 184-188.
Martin J.J. Atmospheric Entry - An Introduction to Its Science and Engineering. 1966. Old Tappan. NJ: Prentice-Hall, P. 351 (русский перевод: Мартин Дж. Вход в атмосферу. М.: Мир, 1969. 320 с.).
Зинченко В.И. Математическое моделирование сопряженных задач тепломассообмена. Томск: Изд-во Том. ун-та, 1985. 221 с.
Fay J.A., Riddel F.R. Theory of stagnation point heat transfer in dissociated air // J. Aeronaut. Sci. 1958. V. 25. P. 73−85, 121. Русский перевод: Фэй Дж., Риддел Ф. Теоретический анализ теплообмена в лобовой точке, омываемой диссоциированным воздухом // Проблемы движения головной части ракет дальнего действия. - М.: ИЛ, 1959. С. 217−256.
Hayes W.D., Probstein R.F. Hypersonic Flow Theory. New York and London: Academic Press, 1959 (русский перевод: Хейз, Пробстин. Теория гиперзвуковых течений. М.: ИЛ, 1962).
Пилюгин Н.Н., Тирский Г.А. Динамика ионизованного излучающего газа. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1989. 305 с.
Лунев В.В. Течения реальных газов с большими скоростями. М.: Физматлит, 2007. 760 с.
Стандартная атмосфера. Параметры ГОСТ 4401-73. М., 1977.
Лебедев А.А., Герасюта Н.Ф. Баллистика ракет. М.: Машиностроение, 1974. 241 с.
Стулов В.П., Мирский В.Н., Вислый А.И. Аэродинамика болидов. М.: Наука. Физматлит, 1995. 240 с.
Физические величины: Справочник / А.П. Бабичев, Н.А. Бабушкина, А.М. Братковский и др.; под. ред. И.С. Григорьева, Е.3. Мейлихова. М.: Энергоатомиздат, 1991. 1232 с.
Термодинамические свойства индивидуальных веществ. Справочное издание: в 4 т. / Л.В. Гурвич, И.В. Вейц, В.А. Медведев и др. 3-е изд., перераб. и расширен. Т. I. Кн. 2. М.: Наука, 1978. 328 с.
Асюшкин В.А., Ишин С.В., Пичхадзе К.М. и др. Разгонный блок «Фрегат» - максимальная эффективность при минимальных затратах // Полет. 2006. № 10. C. 3-8.
Греков А.П., Веселов В.Я. Физическая химия гидразина. Киев: Наукова думка, 1979. 254 с.
Асюшкин В.А., Ишин С.В., Куликов С.Д. и др. Разгонный блок «Фрегат» // Сборник научных трудов НПО им. С.А.Лавочкина. М.: Блок-Информ-Экспресс, 2000. Вып. 2. С. 219-226.
