QJ 中华人民共和国航天工业部部标准 QJ1107-87 卫星气动力系数工程计算 1987一01一22发布 1987-10一01实施 中华人民共和国航天工业部批准 中华人民共和国航天工业部部标准 QJ1107-87 卫星气动力系数工程计算 本标准给出一套常规气动力系数工程计算方法，适用于近地点高度低于1000千米的近地 卫星.依据本方法，可以计算卫星在围绕地球的椭圆轨道中和卫星再入舱返回地球大气层飞 行期间的主要气动力特性，为卫星初步设计和技术设计提供设计参数. 1流动区域划分准则 1.1卫星周围的气体流动特性可根据卫星周围空气分子的平均自由程入∞与卫星特征 长度L之比，即根据克努曾数(Kn∞ 0∞)米区分：当Kno∞<>1时，流动称为自由分子流.工程设计中按如下判据把高速气流细分为四种不同 流动区域： M∞≤0.01连续流(1) √Reo 0.01< Ma1 Reoo Mao<10过渡流(3) √Re∞ Ma∞≥10自由分子流(4) Re∞ 式中：Reo V oo LPa∞， μ∞ V∞ Ma∞=Co Re∞—雷诺数； Mao—马赫数； V∞—飞行速度，m/s; P一大气密度，kg/m μ∞ 空气〔动力〕粘度，PaS; C∞ 一声速，m/s. 航天工业部1987一01一22发布 1987一10—01实施 1 QJ1107-87 1.2对于近地卫星，145千米以上的流动为自由分子流，145~！00千米之间的流动为过渡 流，100~40千米之间的流动为滑流（或145~40千米之间的流动统称为过渡流），40千米以 下为连续流. 2自由分子流气动力系数工程计算方法 2.1粒子一壁面作用模型 高空大气中气体分子与卫星壁面之间的相互作用可以用Maxwe11漫反射模型描述.反映 气体分子与壁面相互作用特性的漫反射系数r、法向动量适应系数o和切向动量适应系数 由分子束试验测定，它们的数值与气体和卫星壁面的物理性质、气流沿卫星表面速度分量 的大小、气流温度T∞与壁面温度Tw之比等因素有关：完全镜反射时，0=0=o.=0; 完全漫反射时，0=0=0，=1；常用空间材料的漫反射系数介于0.9~1.0之间，法向 动量适应系数s和切向动量适应系数0，约为0.8. 2.2表面压力分布 依据前述规定，令0=1.0，利用分子运动论方法，可导出图1所示微元面上的自由分 子法向压力P(Pa)和切向剪力r(Pa): p=P0ov2e12{(2-ox)((1 )(1erf(v))〕 ONT √.0 2vT√rv (1erf(v))} (7) = P oo v2 o∞e1e20: /0 -v2 〔1erf(v) (8) √nv v=s ooe! ..(9) 式中：S∞一分子速度比，S= V∞ √2RT/M T∞—气体热力学温度，K; Tv一卫星外壁面温度，K; M一一气体平均摩尔质量，kg/mol R—气体通用常数，R=8.3144J/(molK); erf(v)一误差函数，erf(v) 2 dt e1 z c3一一单位飞行速度矢量在图1所示微元面坐标系OXYZ中三个坐标方向的 方向余弦. 2 ...
QJ 1107-1987 卫星气动力系数工程计算.pdf
