空天飛行器高速再入大氣層階段會(huì)在飛行器周圍形成等離子體鞘套,引起“黑障”和“熱障”等系列問題。電磁波與黑障等離子體相互作用對飛行器通信、遙感、控制、GPS信號傳輸?shù)榷紟韲?yán)重的問題。等離子體鞘套作為黑障問題的源頭,對其主要特性的掌握成為解決黑障問題的關(guān)鍵問題。因此,有必要對等離子體鞘套內(nèi)部特性進(jìn)行研究,為解決“黑障”問題提供參考。本工作的科學(xué)目標(biāo)是:數(shù)值模擬真實(shí)再入飛行器周圍流場中等離子體鞘套的穩(wěn)態(tài)特性,為進(jìn)一步研究等離子體鞘套對入射微波信號傳播的影響提供可靠的數(shù)據(jù)和演化規(guī)律。主要工作包括以下三個(gè)方面:（1）高超聲速空天飛行器熱化學(xué)非平衡流場的數(shù)值模擬針對RAM C II飛行器幾何外形建立二維軸對稱鈍錐實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?以USim商用軟件為基礎(chǔ),考慮化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型對熱化學(xué)非平衡流場模擬結(jié)果的影響,利用熱力學(xué)模型、化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行仿真和分析研究。針對模擬結(jié)果,考慮不同飛行高度對溫度、激波距離、鞘套內(nèi)部電子數(shù)密度及電子與中性粒子碰撞的影響,對等離子體鞘套特性進(jìn)行了比較詳盡的分析。（2）針對多組分多反應(yīng)條件下高超聲速空天飛行器熱化學(xué)非平衡流場的數(shù)值模擬在考慮熱力學(xué)、化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)效應(yīng)的二維... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

臨近空間示意圖

圖 1-2 高超聲速飛行器[1]另一方面，重返地球大氣層的航天器會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的激波加熱和隔熱層燒蝕，產(chǎn)生一個(gè)等離子體鞘套包裹著它。等離子體鞘套能夠衰減、反射、吸收微波信，導(dǎo)致飛行器與地面基站之間的通信、控制信號完全丟失或嚴(yán)重惡化[9-11]。等離體鞘套對電磁信號的傳輸這種導(dǎo)致通信、導(dǎo)航和跟蹤遙測等方面出現(xiàn)故障的強(qiáng)

圖 1-3 等離子體鞘套示意圖[10]由于速度大，高超聲速飛行器在穿越大氣層時(shí)具有巨大的動(dòng)能和勢能。在超音速條件下，激波會(huì)在飛行器周圍形成，從而壓縮和加熱周圍（特別是頭部附近）的空氣。在高超音速下，這種加熱足以提高到空氣組分離解和達(dá)到電離能以上的溫度，從而在飛行器周圍形成等離子體層。氧(溫度在2000 K以上)和氮(溫度在4000

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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