Aerodynamics and thermal features of reentry spacecraft with blunt body capsule

Abstract

By introducing the idea of “Controlled Re-entry of Spacecraft” (CSR), we can avoid the future space debris. Control re-entry is the process of retrieving the Spacecraft safely after its operational life with Spacecraft capsule. The basic idea behind this project is providing the capsule for every Spacecraft carrying nuclear power source onboard and spacecraft performing high speed reentry after the interplanetary missions. In this paper we will discuss the aerodynamic analysis performed analytically and experimentally, in Continuous and Newtonian flow. Analysis of aerodynamic characteristics at wide Knudsen and Mach number range of body is done. Thermal loads and kinematic parameters of vehicle are determined. And results of wind tunnel test of the blunt capsule performed in wind tunnel T-5 are also discussed.

У роботі розглянуто ocновні стадії процесу керованого повернення з орбіти супутників після закінчення терміну їх експлуатації, надано основні характеристики атмосфери в залежності від висоти траєкторії. Надано результати аеродинамічних досліджень виконаних аналітичним та експериментальним методом у неперервному та ньютоновому середовищах. Визначено термічні та аеродинамічні параметри літального апарату у широкому діапазоні чисел Маха та Кнудсена. Надано результати експериментальних досліджень аеродинамічних характеристик моделі капсули, що повертається в аеродинамічній трубі Т-5 ХАІ.

В работе рассмотрены основные стадии процесса управляемого возвращения с орбиты спутников после окончания срока их эксплуатации, приведены основные характеристики атмосферы в зависимости от высоты траектории полета. Приведены результаты аэродинамических исследований выполненных аналитическими и экспериментальными методами в непрерывной и Ньютоновой средах. Определены термические и аэродинамические характеристики летательного аппарата в широком диапазоне чисел Маха и Кнудсена. Приведены результаты экспериментальных исследований аэродинамических характеристик модели капсулы в аэродинамической трубе Т-5 ХАИ.