Влияние интерференции фюзеляжа и кольца на максимальную тягу воздушного толкающего винтокольцевого движителя

Авиационная и ракетно-космическая техника

Аэродинамика и процессы теплообмена летательных аппаратов


DOI: 10.34759/vst-2020-1-7-18

Авторы

Алесин В. С.*, Губский В. В.**, Павленко О. В.***

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

*e-mail: seralesin@mail.ru
**e-mail: Vitaly.Gubsky@tsagi.ru
***e-mail: olga.v.pavlenko@yandex.ru

Аннотация

Представлены геометрические параметры профилей кольца винтокольцевого движителя. Проведена оценка их влияния на значение максимальной тяги. С использованием программы, основанной на численном решении осреднённых по Рейнольдсу уравнений Навье–Стокса, получены результаты расчетных исследований влияния формы кормовой части фюзеляжа и кольцевого профиля на тягу толкающего винтокольцевого движителя. Показано изменение распределение давления и поля скоростей в зависимости от формы кормовой части фюзеляжа и кольцевого профиля и их влияние на значение максимальной тяги.

Ключевые слова:

воздушный толкающий винт, винт в кольце, кольцевой профиль, тяга винта

Библиографический список

  1. Абалакин И.В., Аникин В.А., Бахвалов П.А., Бобков В.Г., Козубская Т.К. Численное исследование аэродинами­ческих и акустических свойств винта в кольце // Известия Российской академии наук. Механика жидкости и газа. 2016. № 3. С. 130-145. DOI: 10.7868/S0568528116030026

  2. Скворцов Р.А., Титарев В.А., Беляев И.В. Численное исследование шума винта в кольце // Акустика среды обитания. 2016. С. 152-155.

  3. Шайдаков В.И., Завалов О.А. Аэродинамическое проектирование дистанционно-пилотируемого ле­тательного аппарата с несущей системой «винт в кольце» // Труды МАИ. 2011. № 49. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=26563

  4. Шайдаков В.И. Влияние близости земли на аэродинамические характеристики летательного аппарата с несущей системой «винт в кольце» // Труды МАИ. 2011. № 49. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=26562

  5. Шайдаков В.И., Завалов О.А. Аэродинамическое проектирование фенестрона: Учеб. пособие. – М.: Изд-во МАИ, 1980. – 66 с.

  6. Шайдаков В.И., Завалов О.А. Расчетные параметрические исследования геометрии фенестрона на основе энергетического анализа // Вестник Московского авиационного института. 2013. Т. 20. № 5. С. 7-16.

  7. Шайдаков В.И. Аэродинамика винта в кольце с коллектором и коротким диффузором в режиме работы на месте // Вестник Московского авиационного института. 2013. Т. 20. № 4. С. 36-46.

  8. Ле К.Д., Семенников Н.В., Чан К.Д, Яковлевский О.В. Численное исследование влияния движителей на аэродинамические характеристики дирижабля // Труды МАИ. 2012. № 52. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=29590

  9. Ле К.Д., Семенников Н.В., Яковлевский О.В., Чан К.Д. Влияние струй от винтов на аэродинамические ха­рактеристики дирижабля вблизи экрана // Труды МАИ. 2012. № 52. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=29440

  10. Остроухов С.П. Аэродинамика воздушных винтов и винтокольцевых движителей. – М.: Физматлит, 2014. – С. 17-18 (329 с.).

  11. Егошин С.Ф. Оценка влияния многовинтовой системы обдувки крыла на характеристики транспортной работы самолета короткого взлета и посадки // Вестник Московского авиационного института. 2018. Т. 25. № 4. С. 64-76.

  12. Шайдаков В.И. Влияние глубины расположения винта в кольце на аэродинамические характеристики системы для режима работы на месте // Известия высших учебных заведений. Сер. «Авиационная техника». 1960. № 2. С. 22-28.

  13. Мойзых Е.И., Завалов О.А., Кузнецов А.В. Экспериментальные исследования аэродинамических ха­рактеристик дистанционно-пилотируемого летательного аппарата с несущей системой «винт в кольце» // Труды МАИ. 2012. № 50. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=26557

  14. Остославский И.В., Матвеев В.Р. О работе винта, помещенного в кольце // Труды ЦАГИ. Вып. 248. М.: Изд-во ЦАГИ им. проф. Н. Е. Жуковского, 1935. 39 с.

  15. Шайдаков В.И. Аэродинамические характеристики системы «винт в кольце» в условиях обтекания го­ризонтальным потоком под нулевым углом атаки // Научный вестник МГТУ ГА. 2016. № 226(4). С. 165-174.

  16. Pereira J.L. Hover and Wind-Tunnel Testing of Shrouded Rotors for Improved Micro Air Vehicle Design: Dissertation for the degree of Doctor of Philosophy. – Faculty of the Graduate School of the University of Maryland, College Park, 2008. – 354 p.

  17. Kim G.H., Jeong Y.D., Park S.O. Measurement and prediction of control vane force in the wake of a shrouded propeller system // 27th International Congress of the Aeronautical Sciences ICAS-2010 (19–24 September 2010, Nice, France). Paper ICAS2010- P2.16.

  18. Ohanian O.J. Ducted Fan Aerodynamics and Modeling, with Applications of Steady and Synthetic Jet Flow Control: Dissertation for the degree of Doctor of Philosophy in Mechanical Engineering. – Faculty of the Virginia Polytechnic Institute and State University, 2011. – 205 p.

  19. Yilmaz S., Erdem D., Kavsaoglu M.S. Effects of Duct Shape on a Ducted Propeller Performance // 51st AIAA Aerospace Sciences Meeting Including the New Horizons Forum and Aerospace Exposition (07-10 January 2013, Dallas, Texas). AIAA Paper 2013-0803. DOI: 10.2514/6.2013-803

  20. Bogdanski K., Krusz W., Rodzewicz M., Rutkowski M. Design and optimization of low speed ducted fan for a new generation of joined wing aircraft // 29th Congress of the International Council of the Aeronautical Sciences ICAS-2014 (St. Petersburg, Russia; 07-12 September 2014), vol. 1, pp. 1809-1813.

  21. Huo C., Barenes R., Gressier J., Grondin G. Numerical study on parametrical design of long shrouded contra­rotating propulsion system in hovering // International Conference on Mechanical and Aerospace Engineering ICMAE-2011 (28-30 November 2011; Venice, Italy). 2011. Vol. 5. No. 11, pp. 1760-1769.

  22. Jardin T., Grondin G., Gressier J., Huo C., Doue N., Barenes R. Revisiting Froude’s Theory for Hovering Shrouded Rotor // AIAA Journal. 2015. Vol. 53. No. 7, pp. 1-9. DOI: 10.2514/1.J053507

  23. Bi N.P., Kimmel K.R., Haas D.J. Performance Investigation of Ducted Aerodynamic Propulsors // First International Symposium on Marine Propulsors (Trondheim, Norway, June 2009).

  24. Разов А.А. Численный анализ эффективности рас­положения винта в вязком следе с помощью уравнений Навье – Стокса // Учёные записки ЦАГИ. 2009. Т. XL. № 3. С. 28-35.

  25. Алесин В. С., Губский В.В, Дружинин О.В., Ерёмин В.Ю, Павленко О.В. Исследования интерференции тол­кающего винтокольцевого движителя с фюзеляжем летательного аппарата // Автоматизация. Совре­менные технологии. 2018. Т. 72. № 2. С. 91-96.

  26. АлесинВ. С, Губский В.В., Дружинин О.В., Ерёмин В.Ю., Павленко О.В. Численные исследования обтекания тела вращения с воздушным толкающим винтом в кольце // Техника воздушного флота. 2018. Т. XCII. № 2(731). С. 10-14.

  27. Liebeck R.H. Low Reynolds number airfoil design at the Douglas aircraft company // Conference on Aerodynamics at low Reynolds numbers. 1986. Vol. 1. Paper N 7.

  28. Stratford B.S. An experimental flow with zero skin friction throughout its region of pressure rise // Journal of Fluid Mechanics. 1959. Vol. 5. No. 1, pp. 17-35. DOI: 10.1017/S0022112059000027

  29. Вождаев В.В., Теперин Л.Л., Чернышев С.Л. Практика применения и особенности современных методов расчета аэродинамических характеристик летательных аппаратов на основе решений уравнений Навье–Стокса // Труды ЦАГИ. Выпуск 2740. М.: Изд-во ЦАГИ им. проф. Н. Е. Жуковского, 2014, 62 с.

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 1994-2024