Комплексные исследования в области аэродинамики, акустики и динамики для существенного повышения надежности и срока функционирования космических аппаратов

1. На 1 этапе НИР «Комплексные исследования в области аэродинамики, акустики и динамики для существенного повышения надежности и срока функционирования космических аппаратов» в соответствии с ТЗ проведены:
- обоснование эффективности комплексных исследований акустического нагружения КА на атмосферном участке выведения для повышения надежности и срока функционирования КА;
- разработка методов численного моделирования внешнего обтекания носителей КА в дозвуковом и трансзвуковом диапазоне скоростей;
- разработка научно-методических материалов для курсов по тематике НИР с учетом полученных в ходе исследований результатов;
- создание математической модели, описывающей возникновение автоколебаний в областях взаимодействия скачков с пограничными слоями.
2. Метод численного моделирования внешнего обтекания носителей КА обеспечивает удовлетворительную точность расчетов в дозвуковом и трансзвуковом диапазоне скоростей (отклонение численных результатов для полей давления от экспериментальных не превышает 20%).
3. Построенная на основе асимптотических методов математическая модель, описывающая возникновение автоколебаний в областях взаимодействия скачков с пограничными слоями, позволяет находить законы подобия течений и исследовать собственные колебаний пограничного слоя и акустические волны во внешнем невязком потоке.

2Л Разработка метода синтеза многомерных
профилей случайных атмосферных
возмущений, расчетных с точки зрения
акустического нагружения.
2.2 Проведение расчетных исследований
обтекания носителей КА на различных
этапах выведения.
2.3 Разработка математической модели
акустических характеристик 2-гофр тепло-и
звукоизоляционных покрытий и
конструкций.
2.4 Проведение расчетно-
экспериментальных исследований
акустического нагружения и изучение
механизма преобразования упругими
системами энергии аэродинамических
пульсаций давления в звуковую энергию.
2.5 Разработка научно-методических
материалов для курсов по тематике НИР с
учетом полученных в ходе исследований
результатов.
2.6 Анализ звуковых полей в зонах отрыва в
условиях формирования скачков уплотнения
по результатам экспериментальных
исследований. Анализ основных
конфигураций течений, порождающих
интенсивные аэродинамические поля
пульсаций давления в звуковом диапазоне
частот.
2.7 Исследование структуры течения около
носителей КА, выделение областей с
большими градиентами параметров потока.

3.1 Обоснование расчетных режимов
обтекания носителя КА на основе моделирования оптимальных траекторий
выведения с учетом атмосферных
возмущений.
3.2 Параметрические расчеты по
определению полей течения и основных
аэродинамических характеристик с
варьированием геометрических параметров
носителя КА и условий полета.
3.3 Экспериментальные исследования
звукопоглощающих характеристик 2-гофр.
3.4 Разработка научно-методических
материалов для курсов по тематике НИР с
учетом полученных в ходе исследований
результатов.
3.5 Создание математических моделей
возникновения автоколебательных режимов
обтекания на трансзвуковом участке
траектории.
3.6 Анализ и обобщение экспериментальных
исследований и построение для различных
конфигураций течения расчетных моделей
характеристик полей пульсации давления,
генерируемых в зонах отрыва при наличии
скачков уплотнения.

4.1. Определение режимов полета,
критических по условиям нагружения КА с
учетом случайных возмущений.
4.2 Проведение параметрических расчетов с
целью нахождения оптимальных форм
носителей КА и параметров траектории
выведения.
4.3 Построение расчетных моделей
обтекателя для прогноза полей звукового
давления в зоне КА от внешних
аэродинамических пульсаций давления.
4.4 Экспериментальные исследования
звукоизоляционных характеристик 2-гофр,
4.5 Разработка научно-методических
материалов для курсов по тематике НИР с
учетом полученных в ходе исследований
результатов.
4.6 Разработка методов управления
автоколебательными процессами в зонах
отрыва.
4.7 Разработка и обоснование программы
поэтапного совершенствования
реверберационной камеры РК-1500.

5.1. Численное моделирование внешнего
обтекания носителей КА в условиях
образования зон отрыва и определение
акустических нагрузок с учетом
полуэмпирических методов.
5.2 Формирование ограничений на режимы
полета и управление по требованиям
акустического нагружения.
5.3 Формулирование технических решений,
обеспечивающих возможное снижение
уровня нагрузок.
5.4 Формирование предложений по
оптимизации аэродинамической формы
носителя КА.
5.5 Выработка рекомендаций, относящихся к
решению комплексной задачи снижения
акустических нагрузок на космические
аппараты на атмосферном участке
выведения.
5.6 Проведение патентных исследований по
результатам НИР.
5.7 Разработка научно-методических
материалов для курсов по тематике НИР с
учетом полученных в ходе исследований
результатов.
5.8. Разработка программы внедрения
результатов НИР в образовательный
процесс.
5.9. Модернизация систем реверберационной
камеры РК-1500.