Construction of a Mathematical Model of the Heat and Mass Transfer Process in the Main Fairing of a Launch Vehicle at the Pre-Launch Preparation Stage
| dc.contributor.author | Biliaiev, Mykola M. | en |
| dc.contributor.author | Biliaieva, Viktoriia V. | en |
| dc.contributor.author | Rusakova, Tetiana I. | en |
| dc.contributor.author | Kozachyna, Vitalii A. | en |
| dc.contributor.author | Semenenko, Pavlo V. | en |
| dc.contributor.author | Berlov, Oleksandr V. | en |
| dc.contributor.author | Kirichenko, Pavlo S. | en |
| dc.contributor.author | Hrudkina, Nataliia S. | en |
| dc.contributor.author | Voitenko, Yuliia V. | en |
| dc.contributor.author | Dolzhenkova, Olena V. | en |
| dc.date.accessioned | 2026-01-15T11:25:56Z | |
| dc.date.issued | 2025 | |
| dc.description | M. Biliaiev: ORCID 0000-0002-1531-7882; V. Biliaieva: ORCID 0000-0003-2399-3124; T. Rusakova: ORCID 0000-0001-5526-3578; V. Kozachyna: ORCID 0000-0002-6894-5532; P. Semenenko: ORCID 0000-0003-0447-5591; O. Berlov: ORCID 0000-0002-7442-0548; P. Kirichenko: ORCID 0009-0007-4031-7693; N. Hrudkina: ORCID 0000-0002-0914-8875; Yu. Voitenko: ORCID 0000-0003-0819-3794; O. Dolzhenkova: ORCID 0000-0002-7970-8110 | en |
| dc.description.abstract | ENG: This study investigates the sequential and continuous formation of thermal fields in the main fairing of a launch vehicle when using protective screens. While thermostating, it is necessary to predict the risk in overheating the payload body and, if necessary, take measures to reduce the temperature near the payload. An engineering solution to this problem can be found through the use of protective screens of various configurations inside the main fairing. These screens reduce the heat flow from the heated outer wall of the fairing to the payload surface. However, there are no standard methods for solving this problem. To evaluate the effectiveness of this protection, a numerical model based on the fundamental equations of continuum mechanics has been constructed. The modeling equations include the energy equation and the equation of motion of a non-viscous gas. Using the numerical model built, a computational experiment was conducted, which confirmed the effectiveness of using protective screens to shield the payload body from excessive heating. The computer time required to perform the computational experiment is 3 seconds. This makes it possible to perform a significant number of calculations in a working day. The proposed simple technical means for protecting the payload from excessive heating could be used in the design of new models for rocket technology. Applying these screens slightly reduces the need for large volumes of clean air. The numerical model built could be used at specialized organizations at the “for-sketch” design stage. Numerical experiments have shown that the use of protective screens inside the main fairing makes it possible to achieve a temperature 2–4°C lower than the maximum permissible temperature near the payload. | en |
| dc.description.abstract | UKR: Об’єктом дослідження є послідовне та неперервне формування теплових полів в головному обтічнику ракети-носія при використанні захисних екранів. При термостатуванні необхідно спрогнозувати ризик перегріву корпусу корисного навантаження та при необхідності здійснити заходи по зниженню температури біля корисного навантаження. Інженерним рішенням такої задачі може бути знайдено у використанні захисних екранів різної конфігурації в середині головного обтічника. Ці екрани зменшують тепловий потік від нагрітої зовнішньої стінки обтічника до поверхні корисного навантаження. Але відсутні нормативні методи розв’язку цієї задачі. Для оцінювання ефективності даного захисту побудована чисельна модель на базі фундаментальних рівнянь механіки суцільного середовища. Моделюючі рівняння включають в себе рівняння енергії та рівняння руху нев’язкого газу. За допомогою розробленої чисельної моделі проведено обчислювальний експеримент, що підтвердив ефективність використання захисних екранів для захисту корпусу корисного навантаження від надлишкового нагріву. Витрати комп’ютерного часу на проведення обчислювального експерименту дорівнюють 3 секунди. Це дає можливість проводити значну кількість розрахунків протягом робочого дня. Запропонований простий технічний засіб захисту корисного навантаження від надлишкового нагріву може використовуватися при створенні нових зразків ракетної техніки. Використання цих екранів дещо зменшує потребу використання великих об’ємів чистого повітря. Розроблена чисельна модель може бути використана в спеціалізованих організаціях на етапі проектування «фор-ескіз». Чисельні експерименти показали, що використання захисних екранів в середині головного обтічника дає можливість отримати температуру на 2°C – 4°C нижче, ніж максимально допустима температура біля корисного навантаження. | uk_UA |
| dc.description.sponsorship | Oles Honchar Dnipro National University, Dnipro, Ukraine; Yuzhnoye State Design Office, Dnipro, Ukraine; Kryvyi Rih National University, Ukraine; Technical University "Metinvest Polytechnic", Ukraine | en |
| dc.identifier.citation | Biliaiev M., Biliaieva V., Rusakova T., Kozachyna V., Semenenko P., Berlov O., Kirichenko P., Hrudkina N., Voitenko Yu., Dolzhenkova O. Construction of a Mathematical Model of the Heat and Mass Transfer Process in the Main Fairing of a Launch Vehicle at the Pre-Launch Preparation Stage. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2025. Vol. 6, No. 1 (138). P. 71–79. DOI: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2025.347454. | en |
| dc.identifier.doi | https://doi.org/10.15587/1729-4061.2025.347454 | en |
| dc.identifier.issn | 1729-3774 (Print) | |
| dc.identifier.issn | 1729-4061 (Online) | |
| dc.identifier.uri | https://journals.uran.ua/eejet/article/view/347454 | en |
| dc.identifier.uri | https://crust.ust.edu.ua/handle/123456789/21504 | en |
| dc.language.iso | en | |
| dc.publisher | TECHNOLOGY CENTER PC, Kharkiv | en |
| dc.rights | Creative Commons Attribution 4.0 International License | en |
| dc.rights.uri | https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ | en |
| dc.subject | thermal pollution | en |
| dc.subject | main fairing | en |
| dc.subject | protective screen | en |
| dc.subject | numerical model | en |
| dc.subject | computational experiment | en |
| dc.subject | теплове забруднення | uk_UA |
| dc.subject | захисний екран | uk_UA |
| dc.subject | чисельна модель | uk_UA |
| dc.subject | обчислювальний експеримент | uk_UA |
| dc.subject | головний обтічник | uk_UA |
| dc.subject | КГВФ | uk_UA |
| dc.subject | КЕСЕ | uk_UA |
| dc.subject | КОПЦТБ | uk_UA |
| dc.subject.classification | TECHNOLOGY | en |
| dc.subject.classification | MATHEMATICS | en |
| dc.title | Construction of a Mathematical Model of the Heat and Mass Transfer Process in the Main Fairing of a Launch Vehicle at the Pre-Launch Preparation Stage | en |
| dc.title.alternative | Розробка математичної моделі процесу тепломасо-переносу у головному обтічнику ракети-носія на етапі передстартової підготовки | uk_UA |
| dc.type | Article | en |