Применение комбинированных струйно-перфорированных границ для решения проблемы влияния стенок рабочей части в трансзвуковой аэродинамической трубе

Авиационная и ракетно-космическая техника

Аэродинамика и процессы теплообмена летательных аппаратов


DOI: 10.34759/vst-2020-3-37-48

Авторы

Волкова А. О. *, Иванов А. И. **, Стрельцов Е. В. ***

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

*e-mail: a.volkova.mipt@gmail.com
**e-mail: ivanov_a_i@list.ru
***e-mail: evg.streltsov@gmail.com

Аннотация

Рассмотрен перспективный метод уменьшения индукции стенок рабочей части аэродинамической трубы – применение комбинированных струйно-перфорированных границ, представляющих собой сочетание перфорированных стенок и управляемого пограничного слоя на их поверхности. Представлены результаты экспериментального исследования моделей самолетной и ракетной компоновки при различных параметрах пограничного слоя и степени раскрытия перфорации стенок. Для модели ракетной компоновки приведено сравнение экспериментальных данных с результатами численного моделирования обтекания ее безграничным потоком. Полученные материалы показали эффективность применения комбинированных струйно-перфорированных границ с целью значительного снижения индукции стенок рабочей части аэродинамической трубы.

Ключевые слова:

аэродинамическая труба (АДТ), индукция границ потока, пограничный слой, вычислительная гидродинамика (CFD)

Библиографический список

  1. Kraft E.M. Transforming Ground and Flight Testing through Digital Engineering // AIAA Scitech 2020 Forum (6-10 January 2020, Orlando, FL). AIAA 2020-1840. DOI: 10.2514/6.2020-1840

  2. Дубов Ю.Б., Желонкин В.И., Храбров А.Н. Исследование боковых автоколебаний маневренного самолета на больших углах атаки // Вестник Московского авиационного института. 2012. Т. 19. № 5. С. 5-13.

  3. Кузьмина С.И., Ишмуратов Ф.З., Поповский В.Н., Карась О.В. Анализ динамической реакции и эффективности системы подавления флаттера магистрального самолета в трансзвуковом режиме полета // Вестник Московского авиационного института. 2020. Т. 27. № 1. С. 108-121. DOI: 10.34759/vst-2020-1-108-121

  4. Prandtl L. Tragflügel theorie. Part II, Nachrichten der Kgl. Ges. Wiss, Gottingen Math.-Phys. Klasse. 1919.

  5. Kálmán T., Burgers J.M. General aerodynamic theory perfect fluids // Durand W.F. (ed.) Aerodynamic Theory. Vol. II. Division E. – Berlin, Julius Springer, Heidelberg. 1935. DOI: 10.1007/978-3-642-91485-0_1

  6. Glauert H. Wind tunnel interference on wings, bodies and airscrews. – Aeronautical Research Committee, Reports and Memoranda No. 1566, 1933. – 75 p.

  7. Theodorsen T. The theory of wind-tunnel wall interference. NACA Technical Report 410, United States, 1935.

  8. Иванова В.М., Тагиров Р.К. Расчет трансзвукового обтекания осесимметричных и плоских тел с учетом влияния перфорированной стенки аэродинамической трубы и хвостовой державки // Ученые записки ЦАГИ. 1978. Т. IX. № 6. C. 28-37.

  9. Фонарев А.С. Исследование влияния проницаемых стенок трансзвуковой аэродинамической трубы при обтекании профиля // Труды ЦАГИ. Выпуск 2028. – М.: Издательский отдел ЦАГИ, 1980. – 119 с.

  10. Ивантеева Л.Г., Павловец Г.А. Линейная теория эквивалентного профиля в задаче о влиянии перфорированных границ потока // Ученые записки ЦАГИ. 1984. Т. XV. № 5. С. 1-9.

  11. Иванов А.И. Экспериментальное исследование течения газа вблизи перфорированных стенок трансзвуковой аэродинамической трубы // Ученые записки ЦАГИ.1987. Т. XVIII. № 3. С. 131-136.

  12. Wight K.C. A Review of Slotted-Wall Wind Tunnel Interference Effects on Oscillating Models in Subsonic and Transonic Flows // The Aeronautical Journal. 1964. Vol. 68. No. 646, pp. 670-674. DOI: 10.1017/S0368393100080627

  13. Gorbushin A.R., Bosnyakov S.M., Glazkov S.A., Kursakov I.A., Lysenkov A.V., Matyash S.V., Semenov A.V. Slotted Wall Interference Investigation in ETW using the NASA CRM model // 53rd AIAA Aerospace Sciences Meeting (5-9 January 2015, Kissimmee, Florida). DOI: 10.2514/6.2015-0621

  14. Grunnet J.L. Transonic Wind Tunnel Wall Interference Minimization // Journal of Aircraft. 1984. Vol. 21. No. 9, pp. 694-699. DOI: 10.2514/3.45016

  15. Schairer E.T. Experiments in a Three-Dimensional Adaptive-Wall Wind Tunnel. NASA Technical Paper 2210. United States. 1983.

  16. Goodyer M.J., Wolf S.W.D. Development of a Self-streamlining Flexible Walled Transonic Test Section // AIAA Journal. 1982. Vol. 20. No. 2, pp. 227-234. DOI: 10.2514/3.51070

  17. Weiand P., Michelis S., Gardner A.D. Numerical Simulation of an Adaptive Wall in a Virtual Transonic Wind Tunnel // AIAA Journal. 2017. Vol. 55. No. 9, pp. 3214-3218. DOI: 10.2514/1.J055481

  18. Сычев В.В., Фонарев А.С. Безындукционные аэродинамические трубы для трансзвуковых исследований // Ученые записки ЦАГИ. 1975. Т.VI. № 5. С. 1-14.

  19. Нейланд В.М., Семенов А.В. Выбор оптимальной проницаемости стенок трансзвуковой аэродинамической трубы // Ученые записки ЦАГИ. 1983. Т. XIV. № 4. С. 114-118.

  20. Glazkov S.A., Gorbushin A.R., Ivanov A.I., Semenov A.V. Recent experience in improving the accuracy of wall interference corrections in TsAGI T-128 wind tunnel // Progress in Aerospace Sciences. 2001. Vol. 37. No. 3, pp. 263-298. DOI: 10.1016/S0376-0421(01)00007-0

  21. Нейланд В.М. Дозвуковые и трансзвуковые течения газа в адаптивных границах: Дисс. ... докт. физ.-мат. наук. – М.: ЦАГИ, 1989. – 280 с.

  22. Нейланд В.М., Гурушкин А.М., Сидельников Г.Е. Экспериментальное исследование струйных границ потока при трансзвуковых скоростях // Труды ЦАГИ. Вып. 1988. – М.: Издательский отдел ЦАГИ, 1979. – 159 с.

  23. Ivanov A.I., Streltsov E.V. Controlled boundary layer on the solid walls of wind tunnels: new approach to the boundary interference problem // 29th Congress of the International Council of the Aeronautical Sciences ICAS’2014 (7-12 September 2014, St. Petersburg, Russia). Vol. 2, pp. 1288-1296.

  24. Ivanov A.I., Kursakov I.A., Streltsov E.V. Application of the Controlled Boundary Layer Concept for the Wall Interference Reduction // XVIII International conference on the methods of aerophysical research ICMAR’2016 (27 June – 3 July 2016, Perm, Russia). DOI: 10.1063/1.4963956

  25. Chernyshev S.L., Ivanov A.I., Streltsov E.V., Volkova A.O. Application of the combined boundaries to reduce wall interference for NACA 0012 airfoil tests // 31st Congress of the International Council of the Aeronautical Sciences ICAS’2018 (09-14 September 2018, Belo Horizonte, Brasil). URL: https://icas.org/ICAS_ARCHIVE/ICAS2018/data/papers/ICAS2018_0321_paper.pdf

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 1994-2020