Расчёт аэродинамических характеристик возвращаемого блока ракеты-носителя типа «Союз-2-1а» при моделировании его возмущенного движения

В работе с использованием CAE-системы Ansys Fluent выполнено численное решение задачи об аэродинамике возвращаемого блока ракеты-носителя, прототипом которого служит центральный блок ракеты-носителя «Союз-2-1а», на участке падения на Землю. На каждом шаге интегрирования уравнений пространственного движения реализован алгоритм вычисления аэродинамических коэффициентов: модуль интеграции уравнений движения обращается к Ansys Workbench для решения стационарной задачи газодинамики методом конечных объёмов. Процедура включает построение геометрии расчётной области, сеточную генерацию, задание физической модели и граничных условий в Ansys Fluent и извлечение значений подъемной, лобовой и боковой сил, а также моментов в зависимости от угла атаки. Получены графики зависимости стационарных аэродинамических коэффициентов от угла атаки, используемые в моделях свободного неуправляемого движения блока после отделения. При использовании уточнённых аэродинамических коэффициентов на каждом шаге интегрирования выполнен интегральный расчёт траекторий с учётом ветрового нагружения, что позволило оценить предполагаемые координаты и районы падения. Представленная методика даёт возможность получать уточнённые траектории движения, учитывать неосесимметричность и в дальнейшем учитывать упругость конструкции для повышения точности прогнозов и уменьшения возможного вреда для экологии.