空間任務(wù)飛行器的空氣動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)分析簡(jiǎn)介，目錄書(shū)摘
2020-01-03 17:30
來(lái)源：京東
作者：京東
空間任務(wù)飛行器的空氣動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)分析
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內容簡(jiǎn)介: 《空間任務(wù)飛行器的空氣動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)分析》通過(guò)考慮適應不同空間任務(wù)需求的空間飛行器對高超聲速空氣動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)的不同主題進(jìn)行詳細闡述，這些飛行器包括乘員返回飛行器（CRV）、乘員探索飛行器（CEV）、取樣返回飛行器（SRV）和飛行試驗平臺（FTB）。
第一章介紹了高超聲速空氣動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)的基本知識，詳細討論了高超聲速流場(chǎng)的幾個(gè)關(guān)鍵特征。例如，這一章展示了再入飛行器的大部分能量需要以熱能的形式耗散。但是以現有材料制成的飛行器，沒(méi)有能在吸收了其中一小部分熱量后還可以幸存的。這一關(guān)鍵設計問(wèn)題在第二章做了詳細介紹，解釋了一個(gè)成功著(zhù)陸如何讓絕大部分的能量損失加熱機體周?chē)臍怏w而不是機體本身，并且揭示了高超聲速條件下的傳熱機制對設計理想的安全著(zhù)陸方案十分關(guān)鍵的原因。第一章也指出，航天器進(jìn)入一個(gè)行星大氣層所產(chǎn)生的幾乎所有關(guān)鍵熱傳遞問(wèn)題都發(fā)生在連續流中。事實(shí)上，在返回軌道的決定性部分，流過(guò)一個(gè)鈍頭體的流場(chǎng)（回轉體或者機翼前緣）都有一道明顯的弓形激波，機身表面和激波之間有一個(gè)被離解和電離熱氣體充斥著(zhù)的激波層，還有一個(gè)使氣體溫度急劇下降到飛行器表面溫度值的邊界層。之后，仔細討論了氣動(dòng)系數符號和約定。最終，介紹了高超聲速空氣動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)的流體動(dòng)態(tài)特征數。
第二章給出了用以評估航天器返回過(guò)程中下降飛行軌跡和需要承受的相應的氣動(dòng)熱載荷環(huán)境的數學(xué)模型。熱能通過(guò)邊界層內化學(xué)成分的傳導和擴散以及鼻區附近激波層內熱氣體的輻射傳遞到飛行器上，其中輻射的光譜范圍大部分在近紅外與紫外之間；同時(shí)熱量也會(huì )從飛行器表面以紅外到遠紅外的光譜范圍輻射出去，這使得激波層內的氣體近乎透明（如壁面輻射冷卻）。本章討論了保護航天器從大氣層返回時(shí)強烈氣動(dòng)加熱的熱防護系統（TPS）概念，給出了飛行器駐點(diǎn)處幾個(gè)頗為簡(jiǎn)單的用以評估輻射和傳導（從流體到表面）熱流密度的工程關(guān)系式，這些熱流估算公式對于在早期設計階段開(kāi)展必要的快速評估是非?；A的。
第一章介紹了高超聲速空氣動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)的基本知識，詳細討論了高超聲速流場(chǎng)的幾個(gè)關(guān)鍵特征。例如，這一章展示了再入飛行器的大部分能量需要以熱能的形式耗散。但是以現有材料制成的飛行器，沒(méi)有能在吸收了其中一小部分熱量后還可以幸存的。這一關(guān)鍵設計問(wèn)題在第二章做了詳細介紹，解釋了一個(gè)成功著(zhù)陸如何讓絕大部分的能量損失加熱機體周?chē)臍怏w而不是機體本身，并且揭示了高超聲速條件下的傳熱機制對設計理想的安全著(zhù)陸方案十分關(guān)鍵的原因。第一章也指出，航天器進(jìn)入一個(gè)行星大氣層所產(chǎn)生的幾乎所有關(guān)鍵熱傳遞問(wèn)題都發(fā)生在連續流中。事實(shí)上，在返回軌道的決定性部分，流過(guò)一個(gè)鈍頭體的流場(chǎng)（回轉體或者機翼前緣）都有一道明顯的弓形激波，機身表面和激波之間有一個(gè)被離解和電離熱氣體充斥著(zhù)的激波層，還有一個(gè)使氣體溫度急劇下降到飛行器表面溫度值的邊界層。之后，仔細討論了氣動(dòng)系數符號和約定。最終，介紹了高超聲速空氣動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)的流體動(dòng)態(tài)特征數。
第二章給出了用以評估航天器返回過(guò)程中下降飛行軌跡和需要承受的相應的氣動(dòng)熱載荷環(huán)境的數學(xué)模型。熱能通過(guò)邊界層內化學(xué)成分的傳導和擴散以及鼻區附近激波層內熱氣體的輻射傳遞到飛行器上，其中輻射的光譜范圍大部分在近紅外與紫外之間；同時(shí)熱量也會(huì )從飛行器表面以紅外到遠紅外的光譜范圍輻射出去，這使得激波層內的氣體近乎透明（如壁面輻射冷卻）。本章討論了保護航天器從大氣層返回時(shí)強烈氣動(dòng)加熱的熱防護系統（TPS）概念，給出了飛行器駐點(diǎn)處幾個(gè)頗為簡(jiǎn)單的用以評估輻射和傳導（從流體到表面）熱流密度的工程關(guān)系式，這些熱流估算公式對于在早期設計階段開(kāi)展必要的快速評估是非?；A的。
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