防护与减缓

增阻离轨装置气动特性的DSMC研究

  • 王立武 ,
  • 冯瑞 ,
  • 张九双 ,
  • 王广兴 ,
  • 王奇 ,
  • 何青松
展开
  • 1.东南大学国家预应力工程技术研究中心,南京 211189;
    2.北京空间机电研究所,北京 100094;
    3.中国航天科技集团有限公司航天进入、减速与着陆技术实验室,北京 100094
王立武(1978—),男,研究员,主要从事航天器回收着陆技术及空间柔性可展开气动力减速装置的研究。通信地址:北京市海淀区友谊路104号(100094)联系电话:(010)68114710电子邮箱:wangliwujinjin@126.com

网络出版日期: 2023-12-12

Research on Aerodynamics of Drag-Enhancing Deorbit Device Using DSMC Method

  • WANG Li-wu ,
  • FENG Rui ,
  • ZHANG Jiu-shuang ,
  • WANG Guang-xing ,
  • WANG Qi ,
  • HE Qing-song
Expand
  • 1. National Research Center of Prestress Engineering Technology,Southeast University,Nanjing 211189,China;
    2. Beijing Institute of Space Mechanics & Electricity,Beijing 100094,China;
    3. Laboratory of Aerospace Entry,Descent and Landing Technology,CASC,Beijing 100094,China

Online published: 2023-12-12

摘要

增阻离轨技术是指充分利用稀薄流气动阻力、在寿命末期航天器上展开大展收比增阻装置,从而大幅加速其轨道衰减的被动离轨技术。增阻离轨装置在稀薄流中的气动特性参数是预测离轨周期的关键参数,本文采用直接模拟蒙特卡罗方法(DSMC)对增阻离轨装置在稀薄流下的气动特性进行了数值预测,为后续航天器离轨动力学分析计算提供依据。

本文引用格式

王立武 , 冯瑞 , 张九双 , 王广兴 , 王奇 , 何青松 . 增阻离轨装置气动特性的DSMC研究[J]. 空间科学与试验学报, 2021 , 21(2) : 46 -51 . DOI: 10.19963/j.cnki.2096-4099.2021.02.006

Abstract

The drag-enhancing deorbit technology refers to the passive deorbiting technology which makes the most use of atmosphere drag of rarefied gas to greatly accelerate the orbit decay of the end-of-life spacecraft by utilization of drag device with large deployment ratio.The aerodynamic coefficients of the drag-enhancing deorbit device in rarefied flow are key parameters for predicting the time of deorbit process.The DSMC method is employed to carry out the computation of the aerodynamic characteristics of the drag-enhancing deorbit device in free molecular flows,which provides a basis for the subsequent calculation of the spacecraft deorbiting dynamics.

参考文献

[1] Kessler D J,Cour-Palais B G.Collision frequency of artificial satellites:the creation of a debris belt [J].Journal of Geophysical Research,1978,83(A6):2637—2646.
[2] 李怡勇,王卫杰,李智.空间碎片清除[M].北京:国防工业出版社,2014.
[3] 陈蓉,申麟,高朝辉,等.空间碎片减缓技术发展研究 [J].国际太空,2014,423:63—67.
[4] 刘华伟,刘永健,谭春林,等.空间碎片移除的关键技术分析与建议 [J].航天器工程,2017,26(2):105—113.
[5] 王立武,刘安民,许望晶,等.一种低轨废弃目标的捕获与回收方案 [J].中国空间科学技术,2021,41(1):84—90.
[6] 王立武,鲁媛媛,房冠辉,等.航天器增阻离轨技术发展概述及前景展望 [J].航天器工程,2020,29(1):61—69.
[7] 彭福军,恽卫东,耿海峰.空间增阻薄膜结构研究进展及关键技术 [J].机械工程学报,2020,56(13):156—164.
[8] Medlock K,Nock K,Aaron K.Gossamer Orbit Lowering Device (GOLD) for safe and efficient de-orbit[C].AIAA/AAS Astrodynamics Specialist Conference,Washington D.C.,2010.
[9] A.B G.Approach to translational equilibrium in a rigid sphere Gas [J].Physics Fluids,1963,6(10):1518—1523.
[10] 沈青.稀薄气体动力学[M].北京:国防工业出版社,2003.
[11] 沈青.认识稀薄气体动力学 [J].力学与实践,2002,24(6):1—14.
[12] 樊菁.稀薄气体动力学:进展与应用 [J].力学进展,2013,43(2):185—201.
[13] A.B G.Molecular gas dynamics and the direct simulation of gas flow[M].Oxford:Clarendon Press,1994.
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