Análisis numérico del entorno térmico de un brazo vertical multifuncional impactado por los gases de un vehículo de lanzamiento a diferentes altitudes
Autores: Wang, Yichen; Su, Yifei; Le, Guigao
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Análisis numérico del entorno térmico de un brazo vertical multifuncional impactado por los gases de un vehículo de lanzamiento a diferentes altitudes
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Distribución de calor
Brazo vertical
Impacto del chorro del cohete
Altitud de vuelo
Modelo numérico
Protección térmica
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 29
Citaciones: Sin citaciones
Este documento investiga la distribución del calor en el brazo vertical móvil del vehículo de lanzamiento CZ-12 dentro del campo de impacto del chorro del cohete en el modo de lanzamiento de prueba horizontal. Se estableció un modelo para las diferentes altitudes de vuelo del impacto del chorro del cohete en los diferentes ángulos del brazo vertical, basado en las ecuaciones de Navier-Stokes tridimensionales y un modelo de turbulencia realizable. Los resultados numéricos se compararon con datos experimentales e imágenes de schlieren de la literatura para verificar la efectividad y precisión del modelo numérico establecido. Los resultados muestran que cuando la altitud de vuelo del cohete está entre 30 m y 40 m, el peor ambiente térmico ocurre en la parte frontal y en la parte inferior del brazo vertical. Antes de alcanzar una altitud de vuelo de 30 m, un ángulo de rotación más pequeño del brazo vertical conduce a temperaturas máximas más altas en estas dos regiones. Después de alcanzar una altitud de vuelo de 40 m, un ángulo de rotación más grande del brazo vertical resulta en temperaturas máximas más altas. La parte superior de la estructura del marco inferior no se ve afectada directamente por el chorro del cohete antes de alcanzar una altitud de vuelo de 30 m. Después de alcanzar una altitud de vuelo de 40 m, un ángulo de rotación más pequeño del brazo vertical resulta en cargas térmicas más altas en el marco. Los resultados de este estudio pueden proporcionar una base para diseñar protección térmica específica para los brazos verticales. También contribuyen con una nueva idea para reducir la carga térmica en el brazo vertical, que consiste en rotar el brazo vertical al ángulo apropiado según la altitud de despegue del cohete. Mientras tanto, estos hallazgos de investigación proporcionarán una referencia relativa para los investigadores que se preocupan por otras instalaciones en el área circundante.
Descripción
Este documento investiga la distribución del calor en el brazo vertical móvil del vehículo de lanzamiento CZ-12 dentro del campo de impacto del chorro del cohete en el modo de lanzamiento de prueba horizontal. Se estableció un modelo para las diferentes altitudes de vuelo del impacto del chorro del cohete en los diferentes ángulos del brazo vertical, basado en las ecuaciones de Navier-Stokes tridimensionales y un modelo de turbulencia realizable. Los resultados numéricos se compararon con datos experimentales e imágenes de schlieren de la literatura para verificar la efectividad y precisión del modelo numérico establecido. Los resultados muestran que cuando la altitud de vuelo del cohete está entre 30 m y 40 m, el peor ambiente térmico ocurre en la parte frontal y en la parte inferior del brazo vertical. Antes de alcanzar una altitud de vuelo de 30 m, un ángulo de rotación más pequeño del brazo vertical conduce a temperaturas máximas más altas en estas dos regiones. Después de alcanzar una altitud de vuelo de 40 m, un ángulo de rotación más grande del brazo vertical resulta en temperaturas máximas más altas. La parte superior de la estructura del marco inferior no se ve afectada directamente por el chorro del cohete antes de alcanzar una altitud de vuelo de 30 m. Después de alcanzar una altitud de vuelo de 40 m, un ángulo de rotación más pequeño del brazo vertical resulta en cargas térmicas más altas en el marco. Los resultados de este estudio pueden proporcionar una base para diseñar protección térmica específica para los brazos verticales. También contribuyen con una nueva idea para reducir la carga térmica en el brazo vertical, que consiste en rotar el brazo vertical al ángulo apropiado según la altitud de despegue del cohete. Mientras tanto, estos hallazgos de investigación proporcionarán una referencia relativa para los investigadores que se preocupan por otras instalaciones en el área circundante.