MSL弹道靶试验外形动态特性研究

摘要

火星探测器一般为球冠倒锥构型的钝体飞行器;对于此类飞行器,其后体流动较为复杂,存在大范围的分离与再附、激波/旋涡干扰等;相应地,其动态特性一般也较为复杂,是设计关键问题之一.文章针对弹道靶火星探测器试验模型(MSL),采用近似比热比方法模拟火星大气环境,验证采用的数值方法与软件(in-house programm FLY3D-Mars)的正确性,数值研究了其俯仰动态特性随γ的变化规律,结果表明,在所考察范围内,试验外形均为动稳定.超声速阶段,比热比越小,压缩性增强,动导数减小,动稳定性增强,与弹道靶试验结果一致.分析认为导致流动机理是由于不同γ流场压缩性不同,比热比γ减小,流场压缩性增强,后体流动结构越稳定,从而导致动稳定性增强.