实验原理:再入的两条方程
返回舱以约 7.8 km/s 冲进大气层,靠气动阻力把动能变成热。沿速度方向与法向的两个方程决定一切:
v̇ = −ρv²/(2β) − g·sinγ (β = m/(CDA) = 400 kg/m²)
γ̇ = [ L + ( v²/(R+h) − g )·cosγ ] / v
指数大气与驻点热流用 Sutton–Graves 关系:
ρ = ρ0·e−h/H (ρ0=1.225, H=7.5 km)
q = K·√(ρ/Rn)·v³ (K=1.742×10−4, Rn=1 m)
大底温度由集总热容推进(烧蚀带走 η 份额,辐射散热按 σT⁴):
CA·dT/dt = η·q − εσ(T⁴ − T0⁴) (η=0.55, ε=0.8)
热流峰值出现在 50~55 km、过载峰值略晚于热流峰值 —— 这正是黑障最凶的一段。