Носовой обтекатель — это передняя часть ракеты , управляемой ракеты или самолета конической формы , предназначенная для регулирования поведения встречного воздушного потока и минимизации аэродинамического сопротивления . Носовые обтекатели также предназначены для подводных судов , таких как подводные лодки , подводные аппараты и торпеды , а также для высокоскоростных наземных транспортных средств , таких как ракетные автомобили и веломобили .
На суборбитальном ракетном корабле он состоит из камеры или камер, в которых можно перевозить инструменты, животных, растения или вспомогательное оборудование, а также внешней поверхности, способной выдерживать высокие температуры, создаваемые аэродинамическим нагревом . Большая часть фундаментальных исследований, связанных с гиперзвуковыми полетами, была направлена на создание жизнеспособных конструкций носового обтекателя для входа в атмосферу космических кораблей и спускаемых аппаратов межконтинентальных баллистических ракет .
В ракете -носителе спутник носовой обтекатель может стать самим спутником после отделения от последней ступени ракеты или может использоваться в качестве обтекателя полезной нагрузки для защиты спутника до тех пор, пока он не выйдет из атмосферы, а затем отделяется (часто на две половины). ) со спутника.
На авиалайнерах носовой обтекатель также является обтекателем , защищающим метеорологический радар от аэродинамических сил.
Форма носового обтекателя должна быть выбрана так, чтобы обеспечить минимальное сопротивление, поэтому используется тело вращения , оказывающее наименьшее сопротивление движению. В статье о конструкции носового обтекателя приведены возможные формы и формулы.
Из-за экстремальных температур носовые обтекатели для высокоскоростных применений (например, для сверхзвуковых скоростей или входа в атмосферу орбитальных аппаратов) должны быть изготовлены из огнеупорных материалов. Пиролитический углерод — один из вариантов, армированный углерод-углеродный композит или керамика HRSI — другие популярные варианты. Другая стратегия проектирования — использование абляционных теплозащитных экранов , которые расходуются во время работы и таким образом избавляются от избыточного тепла. Материалы, используемые для абляционных щитов, включают, например, фенольный углерод, полидиметилсилоксановый композит с кремнеземным наполнителем и углеродными волокнами или, как в некоторых китайских возвращаемых кораблях FSW , дубовую древесину . [1]
В целом, ограничения и цели для входа в атмосферу противоречат ограничениям и целям для других применений высокоскоростных полетов; во время входа в атмосферу часто используется тупая форма входа в атмосферу с высоким сопротивлением, которая сводит к минимуму теплопередачу за счет создания ударной волны , отходящей от транспортного средства, но некоторые очень высокотемпературные материалы могут позволить использовать конструкции с более острыми краями.
Учитывая проблему аэродинамического расчета носовой части любого транспортного средства или тела, предназначенного для движения в сжимаемой текучей среде (например, ракеты или самолета , ракеты или пули ), важной проблемой является определение геометрической формы носового обтекателя. для оптимальной производительности. Для многих приложений такая задача требует определения формы тела вращения , которое испытывает минимальное сопротивление быстрому движению в такой жидкой среде, состоящей из упругих частиц.