На каком расстоянии от входной капсулы можно разместить сверхзвуковой парашют системы LDSD для Марса?

В этом интервью для NASA Edge Ян Кларк, главный исследователь сверхзвукового замедлителя низкой плотности, рассказал об условиях, в которых должна работать парашютная часть системы:

Парашюты - очень непостоянные устройства, особенно сверхзвуковые парашюты. Когда нам приходится использовать их, как мы это делаем на Марсе, это происходит за очень большим тупым транспортным средством. Этот автомобиль с визгом пронзает атмосферу. Он пробивает дыру в атмосфере. Весь воздух устремляется за ним, чтобы заполнить вакуум, который он создает. Это создает очень турбулентную, очень неустойчивую среду для жизни парашюта.

Чем дальше парашют от машины, тем меньше турбулентность. Так что ограничивает, как далеко он может быть развернут?

Сверхзвуковой парашют-замедлитель LDSD

Если на приведенном выше рисунке показана 6-метровая капсула с развернутым SIAD, то она кажется не в масштабе — парашют 33,5 м. Это другая комбинация парашюта и SIAD? Точно ли он представляет пропорции, используемые в реальной системе?

Ответы (2)

Диаграмма может быть не совсем в масштабе, но она ближе, чем вы думаете. Парашют составляет 30,5 метра (а не 33,5), где это конструктивный диаметр, обозначаемый как D0. Фактически это диаметр материала парашюта, лежащего плоско на земле. Диаметр юбки при полете составляет около 83% от конструктивного диаметра, но меняется по мере дыхания парашюта. Поэтому он не используется в качестве спецификации парашюта.

Нам нравится держать парашют на расстоянии около десяти диаметров передней части тела, чтобы ограничить его воздействие. Чем дальше назад вы идете, тем мощнее должна быть пушка, чтобы выстрелить в нее, что имеет плохие последствия для системы. Мы скорее будем жить с поведением парашюта сзади, который создает почти полное сопротивление, чем без носовой части, чем пытаться закинуть его дальше. Но нам нужно понять это поведение, чтобы правильно смоделировать его в симуляциях.

Все зависит от разделения потока вокруг модуля; образование вихрей является наиболее важным фактором турбулентности, и если поток полностью сошелся до того, как достигнет парашюта, это здорово! Таким образом, это не то, что вы можете определить как общее правило, нет другого эмпирического правила, кроме «чем дальше, тем лучше»: это зависит от того, как выглядит гидродинамика потока вокруг модуля.

Поможет ли, если я ограничу вопрос только системой LDSD для Марса?
@briligg: Конечно, но лучший ответ можно найти, подключив этот похожий на блин модуль к потоку с правильными числами Рейнольдса и наблюдая, где, по-видимому, происходит разделение до тех пор. Насколько я понимаю, нет реального эмпирического правила, которое можно было бы использовать для такой проблемы, как турбулентность, особенно в нетипичных условиях жидкости, таких как марсианская атмосфера при гиперзвуковом входе в атмосферу. Это сложная проблема. См. этот документ для некоторой интересной, несколько связанной работы: это то, о чем я подумал, когда прочитал ваш вопрос.
Раздел «Аэродинамика и аэротермодинамика» на стр. 11 кажется важной частью, если кто-то еще пойдет на нее посмотреть.
Во всяком случае, я сузил объем вопроса на основе вашего ввода. Я надеюсь, что можно сказать больше о конструктивных решениях LDSD, поскольку это связано с этим.
На каком расстоянии от входной капсулы можно разместить сверхзвуковой парашют системы LDSD для Марса?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 1v