Анализ динамической реакции и эффективности системы подавления флаттера магистрального самолета в трансзвуковом режиме полета

DOI: 10.34759/vst-2020-1-108-121

Авторы

Кузьмина С. И.^*, Ишмуратов Ф. З.^**, Поповский В. Н.^***, Карась О. В.^****

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

*e-mail: kuzmina@tsagi.ru
**e-mail: fanil.ishmuratov@tsagi.ru
***e-mail: stataer@tsagi.ru
****e-mail: skomorokhov@tsagi.ru

Аннотация

Дано краткое описание разработанного математического обеспечения для исследования проблем аэросервопругости в трансзвуковом потоке. Представлены и проанализированы результаты расчетов динамической реакции и флаттера среднемагистрального пассажирского самолета с крылом большого удлинения. Обсуждается построение и исследование эффективности системы подавления флаттера для данного самолета, обеспечивающей требуемые запасы аэроупругой устойчивости в трансзвуковом режиме полета.

Ключевые слова:

аэроупругость, флаттер, динамическая реакция, трансзвуковой поток, система подавления флаттера

Библиографический список

1. Roger K.L., Hodges G.E., Felt L. Active flutter suppression – A flight test demonstration // Journal of Aircraft. 1975. Vol. 12. No. 6, pp. 551-556. DOI: 10.2514/3.59833

2. Nissim E. Active Flutter Suppression Using Trailing- Edge and Tab Control Surfaces // AIAA Journal. 1976. Vol. 14. No. 6, pp. 757-762. DOI: 10.2514/3.61416

3. Sensburg O., Honlinger H., Noll T. and Huttsell L. Active Flutter Suppression on an F-4F Aircraft // Journal of Aircraft. 1982. Vol. 19. No. 5, pp. 354-359. DOI: 10.2514/3.57404

4. Chen G., Sun J., and Li Y.-M. Adaptive Reduced- Order-Model-Based Control-Law Design for Active Flutter Suppression // Journal of Aircraft. 2012. Vol. 49. No. 4, pp. 973-980. DOI: 10.2514/1.C031236

5. Livne Eli. Aircraft Active Flutter Suppression: State of the Art and Technology Maturation Needs // Journal of Aircraft. 2018. Vol. 55. No. 1. DOI: 10.2514/1.C034442

6. Tewari A. Aeroservoelasticity: Modeling and Control. – Springer-Verlag New York, 2015. – 318 p. DOI: 10.1007/978-1-4939-2368-7

7. Zhang Z., Chen P.C., Yang S., Wang Z., Wang Q. Unsteady Aerostructure Coupled Adjoint Method for Flutter Suppression // AIAA Journal. 2015. Vol. 53. No. 8, pp. 2121-2129. DOI: 10.2514/1.j053495

8. Moulin B. Robust Controller Design for Active Flutter Suppression // AIAA Guidance, Navigation, and Control Conference and Exhibit (16-19 August 2004, Providence, Rhode Island). AIAA Paper 2004-5115. DOI: 10.2514/6.2004-5115

9. Быков A.B., Парафесь С.Г., Смыслов В.И. Программно-аппаратный комплекс для проведения расчетно-экспериментальных исследований аэроупругой устойчивости летательных аппаратов // Вестник Московского авиационного института. 2009. Т. 16, № 5. С. 56-63.

10. Алешин Б.С., Живов Ю.Г., Кувшинов В.М., Устинов А.С. Активные системы управления самолетов: монография. – М.: Наука, 2016. – 215 с.

11. Redd L.T., Gilman Jr., Cooley D.E., Sevart F.D. Wind-Tunnel Investigation of a B-52 Model Flutter Suppression System // Journal of Aircraft. 1974. Vol. 11. No. 11, pp. 659-663. DOI: 10.2514/3.60401

12. Edwards J.W., Wieseman C.D. Flutter and Divergence Analysis Using the Generalized Aeroelastic Analysis Method // Journal of Aircraft. 2008. Vol. 45. No. 3, pp. 906-915. DOI: 10.2514/1.30078

13. Schuster D.M., Liu D.D., Huttsell L.J. Computational Aeroelasticity: Success, Progress, Challenge // Journal of Aircraft. 2003. Vol. 40. No. 5, pp. 843-856. DOI: 10.2514/2.6875

14. Bendiksen O. Review of unsteady transonic aerodynamics: Theory and application // Progress in Aerospace Sciences. 2011. Vol. 47. No. 2, pp. 135-167. DOI: 10.1016/j.paerosci.2010.07.001

15. Danowsky B.P., Lieu T., Coderre-Chabot A. Control Oriented Aeroservoelastic Modeling of a Small Flexible Aircraft Using Computational Fluid Dynamics and Computational Structural Dynamics // AIAA Paper 2016-1749. DOI: 10.2514/6.2016-1749

16. Bendiksen O. Energy Approach to Flutter Suppression and Aeroelastic Control // Journal of Guidance, Control, and Dynamics. 2001. Vol. 24. No. 1, pp. 176-184. DOI: 10.2514/2.4699

17. Брагин H.H., Ковалев B.E., Скоморохов С.И., Сли- тинская А.Ю. К оценке границы начала бафтинга стреловидного крыла большого удлинения на трансзвуковых скоростях // Вестник Московского авиа­ционного института. 2018. Т. 25. № 4. С. 16-27.

18. Mukhopadhyay V. Transonic Flutter Suppression Control Law Design and Wind-Tunnel Test Results // Journal of Guidance, Control, and Dynamics. 2000. Vol. 23. No. 5, pp. 930-937. DOI: 10.2514/2.4635

19. Kuzmina S., Zichenkov M., Ishmuratov F., Zichenkov M. Investigation of interaction of shock movement with structural elastic deformations in transonic flow // International Forum on Aeroelasticity and Structural Dynamics IFASD-2013 (Bristol, UK, 24-26 June 2013). Vol. 3, pp. 1503-1516.

20. Гудилин A.B., Евсеев Д.Д., Ишмуратов Ф.З., Липин Е.К, Маркин B.H., Мосунов B.A., Пантелеев И.М., Сотни­ков С.В., Теняева B.E., Тимонин А.С., Чедрик B.B. Комплекс программ аэропрочностного проектиро­вания самолета «АРГОН» // Ученые записки ЦАГИ. 1991. Т. XXII. № 5. С. 89-101.

21. Ishmuratov F.Z., Chedrik V.V. ARGON Code: Structural Aeroelastic Analysis and Optimization // International Forum on Aeroelasticity and Structural Dynamics IFASD-2003 (Amsterdam, 4-6 June 2003).

22. Зубаков A.B., Зубакова O.B., Ишмуратов Ф.З., Тимохин B.П. Программный комплекс расчета и анализа характеристик аэросервоупругости авиационных конструкций FRECAN. Свидетельство о госу­дарственной регистрации № 2015610225. Бюл. № 1(99), 20.01.2015.

23. Kuzmina S., Ishmuratov F., Karas O., Chizhov A. Dynamic response of an airplane elastic structure in transonic flow // 29th Congress of the International Council of the Aeronautical Sciences ICASy2014 (St. Petersburg, Russia, 7-12 September 2014).

24. Kuzmina S., Ishmuratov F., Chizhov A., Karas O. Investigation of viscosity influence on transonic flutter // Transportation Research Procedia. 2018. No. 29, pp.191-201.