Reaktion Kontrollsystem (RCS)-Analyse für Raketen- und Wiedereintritts Kapsel
Die "Steuerstrahl-Technologie" wird üblicherweise für die Flugsteuerung von Satelliten und Wiedereintritt Fahrzeugen eingesetzt. Heutzutage wird diese Technologie zur Manövrierung der fliegenden Hochgeschwindigkeitsraketen in der Erdatmosphäre angewendet.
Das Strömungsfeld in der Nähe eines solchen Steuerstrahl, der in einen Überschall-Querströmung ausgeblasen wird, ist äußerst komplex und bisher war es sehr schwierig, genau die aerodynamischen Wechselwirkungs- Erscheinungen, insbesondere der gesamten Kräfte, die aus Querschubstrahl entstehen vorherzusagen.
Während der Referenzflug-Phase einer Abfangrakete, ist eine kurze Reaktionszeit für ihre Kontrolle obligatorisch. Die Verwendung von Seitendüsen für die Flugkörper-Steuerung bietet erhebliche Vorteile gegenüber herkömmlichen Oberflächen-Kontrollmethoden, insbesondere soweit die Agilität und Wendigkeit des Flugkörpers betrifft.
Die Hauptgründe dafür sind kürzere Reaktionszeiten und die Tatsache, dass die Querstrahlregler wirksam sind, auch in großer Höhe oder bei niedrigen Geschwindigkeiten, bei denen dynamische Drucke gering sind. Allerdings erzeugt ein Quersteuerstrahl ausgehend von einem Raketenkörper, in einer Überschallanströmung ein komplexes Strömungsfeld, die die Effizienz der Steuerung beeinflusst.
Falls der Querschubstrahl eingeschaltet ist, blasen sich die Gase der Strahldüse aus und verursachen eine Störung mit dem Querströmung um den Flugkörper. Der Komplexe Strömungsfeld entsteht durch die Wechselwirkung des seitlich einblasenden Gasstrahl mit der Überschallquerströmung, diese kann in Bild ersehen werden. Der resultierende Strahl- Plum wird abgelenkt und wirkt als ein massives Hindernis, der sich auf der Oberfläche des Flugkörpers befindet.
In den weiteren Bildern ist die Kraftverstärkungsfaktor K über die Längsachse dargestellt. Es ist offensichtlich, dass mit zunehmender Machzahl in großen Höhen der Faktor K Leistungsstarke erhöht und die Steuerstrahl-Lenkungstechnologie ist unerlässlich, in dem Flugbereich, wo dem Ruder und Klappen mehr und mehr ihre Wirksamkeit verlieren.
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Numerische Strömungsmechanik (CFD)
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