Особенности применения тангенциального выдува струи на поверхность крыла летательного аппарата в условиях обледенения

Авиационная и ракетно-космическая техника

Аэродинамика и процессы теплообмена летательных аппаратов


DOI: 10.34759/vst-2020-2-7-15

Авторы

Павленко О. В. *, Пигусов Е. А. **

Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского, ЦАГИ, ул. Жуковского, 1, Жуковский, Московская область, 140180, Россия

*e-mail: olga.v.pavlenko@yandex.ru
**e-mail: evgeniy.pigusov@tsagi.ru

Аннотация

Приведены результаты расчетных исследований обтекания отсека крыла с тангенциальным выдувом струи на верхнюю поверхность носовой части крыла с ледяным наростом. Расчеты выполнены с использованием программы, основанной на численном решении осреднённых по Рейнольдсу уравнений Навье–Стокса. Приведено сравнение результатов с экспериментальными данными. Показаны особенности обтекания отсека крыла в условиях обледенения при использовании тангенциального выдува струи.

Ключевые слова:

обледенение самолета, обледенение передней кромки крыла, имитатор роговидного льда, подъемная сила крыла, тангенциальный выдув струи, управление пограничным слоем крыла, противообледенительная система самолета

Библиографический список

  1. Мещерякова Т.П. Проектирование систем защиты самолетов и вертолетов. – М.: Машиностроение, 1977. – 232 с.

  2. Aircraft Icing Handbook. – Civil Aviation Authority, 2000. – 97 p.

  3. Ice Accretion Simulation. – AGARD-AR-344, 1997. – 280 p.

  4. Obert E. Aerodynamic Design of Transport Aircraft. – Delft University of Technology, IOS Press, 2009. – 656 p.

  5. Бюшгенс Г.С. (ред.) Аэродинамика и динамика полета магистральных самолетов: Учебник. – Москва-Пекин: Издательский отдел ЦАГИ – АвиаИздательство КНР, 1995. – 765 с.

  6. Тенешев Р.Х., Строганов Б.А., Савин В.С. и др. Противообледенительные системы летательных аппаратов. – М.: Машиностроение, 1967. С. 3, 25, 27.

  7. Апенкина Е.А., Димич В.В., Кретов А.С. Существующие методы и средства защиты летательных аппаратов от обледенения // XXI Туполевские чтения (школа молодых ученых): Сборник трудов Международной молодежной научной конференции (Казань, 19–21 ноября 2013). – Казань: Изд-во Казанского государственного технического университета, 2013. Т. 1. С. 11-12.

  8. Полонский А.П., Федотова А.С. Совершенствование противообледенительных систем самолета // Авиамашиностроение и транспорт Сибири: Сборник трудов VII Всероссийской научно-практической конференции (Иркутск, 13-16 апреля 2016). – Иркутск: Иркутский национальный исследовательский технический университет, 2016. С. 162-166.

  9. Резников С.Б., Аверин С.В., Харченко И.А., Третьяк В.И., Коняхин С.Ф. Многофазные импульсные преобразователи для питания авиационных противообледенительных вибраторов // Вестник Московского авиационного института. 2015. Т. 22. № 3. С. 139-145.

  10. Асмаковский В.Ю. Противообледенительные средства беспилотных летательных аппаратов // Ключевые тренды в композитах: Наука и технологии: Cборник материалов Международной научно-практической конференции (Москва, 5-8 декабря 2018). – М.: Диона, 2019. С. 52-55.

  11. Эзрохи Ю.А., Каджардузов П.А. Математическое моделирование рабочего процесса авиационного газотурбореактивного двигателя в условиях обледенения элементов его проточной части // Вестник Московского авиационного института. 2019. Т. 26. № 4. С. 123-133. DOI: 10.34759/vst-2019-4-123-133

  12. Брутян М.А., Потапчик А.В., Раздобарин А.М., Слитинская А.Ю. Влияние струйных вихрегенераторов на взлетно-посадочные характеристики крыла с предкрылком // Вестник Московского авиационного института. 2019. Т. 26. № 1. С. 19-26.

  13. Петров А.В. Энергетические методы увеличения подъемной силы крыла. – М.: Физматлит, 2011. – 402 с.

  14. Петров А.В. Аэродинамика транспортных самолетов короткого взлета и посадки с энергетическими системами увеличения подъемной силы. – М.: Инновационное машиностроение, 2018. – 735 с.

  15. Павленко О.В., Петров А.В., Пигусов Е.А. Формирование концепции среднего двухдвигательного транспортного самолета короткого взлета и посадки // XXVIII Научно-техническая конференция по аэродинамике (п. Володарского, 20-21 апреля 2017): Сборник трудов. – Жуковский: ЦАГИ, – 2017. С. 186.

  16. Павленко О.В., Петров А.В., Пигусов Е.А. Расчетно – экспериментальные исследования по формированию концепции среднего двухдвигательного транспортного самолета короткого взлета и посадки с энергетической системой увеличения подъемной силы // Модели и методы аэродинамики: Сборник тезисов XVII Международной школы-семинара (Евпатория, 4–11 июня 2017). – Жуковский: ЦАГИ, – 2017. – С. 123-125.

  17. Pavlenko O., Petrov A., Pigusov E. Concept of medium twin-engine STOL transport airplane // 31st Congress of the International Council of the Aeronautical Sciences ICAS-2018 (Belo Horizonte, Brazil, 09-14 September 2018). ICAS2018-0104, 9 p.

  18. Runnels J.N. Boundary layer control and anti-icing apparatus for an aircraft wing. Patent US 3917193A, 04.11.1975.

  19. Swanson E.W., Wehrman M.D. Boundary layer control system for aircraft. Patent US 4099691, 11.07.1978.

  20. Павленко О.В. Численное исследование влияния формы льда на передней кромке крылового профиля на его обтекание потоком вязкой несжимаемой жидкости // Техника Воздушного Флота. 2006. № 3-4. С. 47-51.

  21. Павленко О.В. Параметрические исследования влияния обледенения на аэродинамические характеристики профиля крыла // Ученые записки ЦАГИ. 2009. Т. XL. № 2. С. 61-65.

  22. Павленко О.В. Численное исследование особенностей обтекания модели крыла с имитаторами льда // Ученые записки ЦАГИ. 2016. Т. XLVII. № 1. С. 62–68.

  23. Shih T.H., Liou W.W., Shabbir A., Yang Z., Zhu J. A new k- ε eddy viscosity model for high reynolds number turbulent flows // Computers & Fluids. 1995. Vol. 24. No. 3, pp. 227-238. DOI: 10.1016/0045-7930(94)00032-T

  24. Wolfshtein M. The velocity and temperature distribution in one-dimensional flow with turbulence augmentation and pressure gradient // International Journal of Heat and Mass Transfer. 1969. Vol. 12. No. 3, pp. 301-318. DOI: 10.1016/0017-9310(69)90012-X

  25. Tran P., Brahimi M.T., Paraschivoiu I., Pueyo A., Tezok F. Ice accretion on aircraft wings with thermodynamic effects // Journal of Aircraft. 1995. Vol. 32. No. 2, pp. 444-452. DOI: 10.2514/3.46737

  26. Mingione G., Brandi V. Ice Accretion Prediction on Multielement Airfoils // Journal of Aircraft. 1998. Vol. 35. No. 2, pp. 240–246.

  27. Алексеенко С.В., Приходько А.А. Математическое моделирование процессов образования наростов льда на поверхности профиля крыла // Известия Российской академии наук. Механика жидкости и газа. 2014. № 6. С. 17-36.

  28. Veillard X., Habashi W.G., Aubé M.S., Baruzzi G.S. FENSAP-ICE: Ice Accretion in Multi-stage Jet Engines // 19th AIAA Computational Fluid Dynamics (San Antonio, Texas, 22-25 June 2009). AIAA 2009-4158. DOI: 10.2514/6.2009-4158

  29. Habashi W., Aubé M., Baruzzi G., Morency F., Tran P. FENSAP-ICE: a fully-3D in-flight icing simulation system for aircraft, rotorcraft and UAVS // 24th International Congress of the Aeronautical Sciences, 2004.

  30. Павленко О.В., Пигусов Е.А. Численное исследование особенностей обтекания отсека крыла с системой тангенциального выдува струи на закрылок // Автоматизация. Современные технологии. 2018. Т. 72. № 4. С. 166–171.

  31. Pavlenko O.V., Pigusov E.A. Numerical investigation of the aerodynamic loads and hinge moments of the flap with boundary layer control // AIP Conference Proceedings, 2018. Vol. 1959. No. 1, 050024. DOI: 10.1063/1.5034652

  32. Lawford J.A., Foster D.N. Low-Speed Wind-Tunnel Tests on a Wing Section with Plain Leading- and Trailing-Edge Flaps having Boundary-Layer Control by Blowing – London: Her Majesty’s Stationery Office, 1969. Reports and Memoranda No. 3639.

  33. Стариков Ю.Н., Коврижных Е.Н. Основы аэродинамики летательного аппарата: Учебное пособие. – Ульяновск: УВАУ ГА, 2004. С.7.

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 1994-2020