Главная – Журналы – Теплофизика и аэромеханика 2024 номер 3

В статье представлены результаты теоретического исследования характеристик сжимаемого пограничного слоя в условиях полета в атмосфере возвращаемых космических аппаратов при числах Маха набегающего потока 6≤M≤10 при сублимации материала поверхности плоской пластины. В качестве вещества сублимирующего покрытия принят углерод в виде графита. В силу того, что увеличение скорости полета приводит к повышению температуры поверхности, возрастает скорость уноса массы углерода, а температура стенки в результате испарения материала снижается в сравнении со случаем обтекания пластины без сублимации. Это приводит к повышению плотности газовой смеси в облаке паров сублимирующего вещества вблизи стенки, благодаря чему устойчивость высокоскоростного пограничного слоя по отношению к возмущениям первой моды повышается. Что касается второй моды, то уменьшение скорости ее пространственного нарастания при увеличении числа Маха набегающего потока замедляется за счет сублимации материала поверхности. Для оценки положения ламинарно-турбулентного перехода проводились расчеты по методу e^N . Расчеты показали, что при числе Маха M = 6 сублимация поверхности не влияет на переход, который определяется ростом трехмерных возмущений первой моды. Повышение числа Маха до M = 8 и выше приводит к тому, что темп роста возмущений вниз по потоку уменьшается, доминировать в переходе начинает двумерная вторая мода неустойчивости. Сублимация графитового покрытия оказывает дестабилизирующее влияние относительно возмущений второй моды, ускоряя тем самым переход пограничного слоя в турбулентное состояние.