В процессе проведения полетных миссий космических летательных аппаратов одним из важнейших этапов является их старт, так как для этого этапа полета характерны сложные газодинамические процессы взаимодействия высокотемпературной сверхзвуковой струи газа, истекающей из сопла двигательной установки, с элементами конструкции пусковой площадки. Данные процессы влекут за собой возникновение турбулентных течений, которые сопровождаются скачками уплотнения, волнами разрежения и контактными разрывами. В результате создаются интенсивные газодинамические и тепловые нагрузки на элементы стартового стола и стенки газоходов. Наличие неустойчивостей и переходных процессов приводит к генерированию акустических и вибрационных колебаний, которые влияют на конструктивные элементы наземных сооружений, состояние полезного груза и экосферу вокруг старта. Поэтому корректное прогнозирование данных нагрузок еще на стадии эскизного проектирования ракеты и стартовых сооружений позволяет существенно повысить прочность и устойчивость элементов ракетно-космической техники, повысить их надежность, а также предусмотреть мероприятия по снижению уровней шумов в районе старта ракеты. Этим определяется актуальность выбранной темы настоящей работы. Цель работы - исследование влияния расстояния между срезом сопла и плоской преградой на газодинамические характеристики набегающего потока и возникающих при этом акустических излучений. Газодинамические процессы, которые возникают при натекании сверхзвуковой струи на преграду, описываются с помощью системы уравнений Навье - Стокса. Уравнения выражают законы сохранения массы, импульса и энергии для идеального газа. Расчет акустических процессов выполнен с использованием интегрального метода Фокса Вильямса - Хокингса и разложений в ряды Фурье. Расчеты выполнялись в два этапа. На первом решалась газодинамическая задача в стационарной постановке с применением модели турбулентности SST k-<$E omega>, а на втором - акустическая, в нестационарной постановке с применением DES-модели турбулентности. Результаты расчетов представлены в виде эпюр и графиков некоторых газодинамических и акустических характеристик. Получены результаты расчетов газодинамических и акустических характеристик при натекании сверхзвуковой недорасширенной струи газа на плоскую преграду. Для расчета использован численный метод с использованием усредненных по Рейнольдсу уравнений Навье - Стокса с подключением акустической модели Фокса Вильямса-Хокингса. Результаты показали, что увеличение расстояния между срезом сопла и преградой приводит к возникновению сложных турбулентных течений и к повышению уровней акустических излучений. Это происходит из-за того, что главным источником шумов при натекании струи на преграду являются колебания турбулентного подслоя и наличие скачков уплотнения и волн разрежения, интенсивность которых с увеличением расстояния между соплом и пластиной также увеличивается. Но в дальнем акустическом поле изменение данного расстояния слабо влияет на общий уровень звукового давления. Предположительно это происходит потому, что приемники находятся далеко за пределами расчетной области, и использованный метод Фокса Вильямса-Хокингса уже хуже учитывает влияние пластины и ее отдаление от среза сопла.

  Якщо, ви не знайшли інформацію про автора(ів) публікації, маєте бажання виправити або відобразити більш докладну інформацію про науковців України запрошуємо заповнити "Анкету науковця"