Моделирование течения разреженного газа в воздухозаборнике спутников для сверхнизких околоземных орбит

Автор: Василий Викторович Косьянчук

Организация: НИИ механики МГУ им. М.В. Ломоносова

Длительные полеты космических аппаратов (КА) на ультранизких околоземных орбитах (УНОО) с высотой 150 – 250 км открывают широкие перспективы для развития телекоммуникаций, транспортных операций, а также широкого круга научных исследований, и потому освоение УНОО является одной из приоритетных задач для ведущих мировых держав

Вместе с тем, основной проблемой полетов на УНОО является аэродинамическое сопротивление остаточной атмосферы, делающее длительное нахождение КА на орбите невозможным без наличия двигателей в составе КА, поддерживающих его движение. Возможным решением, активно рассматривающимся в последние годы по всему миру, являются воздушные электрореактивные двигатели (ВЭРД), использующие в качестве рабочего тела поток набегающих забортных газов [1]. Однако в настоящее время в мире пока отсутствуют действующие модели ВЭРД, из-за необходимости решения целого спектра взаимосвязанных фундаментальных и инженерных задач. Одним из инструментов для решения поставленных задач является численное моделирование процессов, происходящих в ВЭРД. В данной работе представлены некоторые результаты моделирования течения разреженного газа в ВЭРД методом прямого статистического моделирования Монте-Карло (ПСМ) с учетом процессов ионизации и диссоциации.

Работа выполнена при поддержке Российского Научного Фонда (грант № 26-12-00177).