НОВОСТИ / РОССИЯРазработка позволит избежать ошибок при проектировании теплозащиты и повысит безопасность будущих миссий, рассказали в пресс-службе СПбГУ.
САНКТ-ПЕТЕРБУРГ, 2 мая. Ученые Санкт-Петербургского государственного университета (СПбГУ) изучили ударные волны в неравновесном углекислом газе и создали математическую модель, которая поможет точнее рассчитывать условия входа космических аппаратов в атмосферу Марса. Разработка позволит избежать ошибок при проектировании теплозащиты и повысит безопасность будущих миссий, рассказали ТАСС в пресс-службе вуза.
«Наша математическая модель описывает течение смеси углекислого газа и инертного газа, используя кинетическую теорию неравновесных процессов с учетом многомасштабных явлений. Созданная модель строится на основе анализа микроскопических процессов — столкновений частиц и разных механизмов колебательной релаксации CO, чтобы определить ключевые факторы, влияющие на течение», — привели в пресс-службе слова заведующей кафедрой гидроаэромеханики СПбГУ, профессора РАН Елены Кустовой.
Уточняется, что ударные волны в смеси углекислого газа (CO) и инертных газов изучаются для анализа параметров неравновесного газа и тепловых потоков при высоких температурах. Такие волны возникают при гиперзвуковых полетах, поэтому их изучение необходимо для моделирования входа спускаемых аппаратов в атмосферу Марса, основу которой составляет CO.
По данным пресс-службы, ученые СПбГУ изучили ударные волны в неравновесном CO и на основании результатов исследования создали математическую модель, которая позволяет детально анализировать структуру ударных волн в углекислом газе и его смесях с инертными газами. Для численного решения разработан собственный код. Таким образом, весь процесс — от теоретического обоснования до расчетов — выполняется самостоятельно, без использования готовых решений.
Результаты исследования показали, что диффузия существенно влияет на теплопередачу в смеси CO и гелия. Однако в традиционном подходе этот процесс не учитывается, из-за чего расчеты дают заниженный в два раза тепловой поток. Разработка ученых СПбГУ помогает избежать этого и значительно увеличивает точность прогноза нагрева спускаемых космических аппаратов.