Исследования обтекания высоконесущего крылового профиля с комбинированной энергетической системой Увеличения подъемной силы крыла

DOI: 10.34759/vst-2020-4-7-20

Авторы

Павленко О. В.^*, Петров А. 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

С целью оценки влияния некоторых параметров на эффективность комбинированной энергетической системы увеличения подъемной силы (КСУПС) были проведены расчеты профиля крыла (2D RANS) по программе, основанной на численном решении осредненных по Рейнольдсу уравнений Навье – Стокса. Рассмотрена схематизированная КСУПС, состоящая из активного диска, моделирующего воздушный винт (ВВ), и простого поворотного закрылка с управлением пограничным слоем (УПС). Кроме основного варианта, рассмотрено влияние обдува струями ВВ на аэродинамические характеристики профиля с выдвижным щелевым закрылком, а также с системой управления циркуляцией путем тангенциального выдува струи на скругленную заднюю кромку профиля. Рассмотрено воздействие изменения диаметра и тяги винта, его положения по длине и по высоте относительно хорды профиля при различных углах отклонения закрылка и интенсивности выдува на него.

Ключевые слова:

воздушный винт, тангенциальный выдув струи, энергетическая система увеличения подъемной силы, управление пограничным слоем, управление циркуляцией

Библиографический список

1. NASA. Aeronautics Research: Strategic Implementation Plan. – Washington, DC, United States, Technical Reporth, 2017.

2. AIRBUS S.A.S. Global market forecast: Cities, Airports & Aircraft 2019–2038, 2018, https://www.airbus.com/content/dam/corporate-topics/strategy/global-market-forecast/GMF-2019-2038-Airbus-Commercial-Aircraft-book.pdf

3. BOEING. Commercial market outlook 2019–2038, 2018, https://www.boeing.com/commercial/market/commercial-market-outlook/

4. Alternative Jet Fuels. Chevron Corporation, 2006, https://www.chevron.com/-/media/chevron/operations/documents/chevron-alternative-jet-fuels.pdf

5. Chernousov V.I., Krutov A.A., Pigusov E.A. Containerized Air Freight System Powered by Cryogenic Fuel // 31st Congress of the International Council of the Aeronautical Sciences – ICAS’2018 (9–14 September 2018; Belo Horizonte, Brazil).

6. Bowman C.L., Felder J.L., Marien T.V. Turbo- and hybrid-electrified aircraft propulsion concepts for commercial transport // AIAA/IEEE Electric Aircraft Technologies Symposium – EATS’2018 (12–14 July 2018; Cincinnati, OH, United States). AIAA 2018-4984. DOI: 10.2514/6.2018-4984

7. Kim H.D. Distributed propulsion vehicles // 27th Congress of the International Council of the Aeronautical Sciences (19-24 September 2010; Nice, France). URL: 20100036222.pdf

8. Stoll A.M., Mikic G.V. Design Studies of Thin-Haul Commuter Aircraft with Distributed Electric Propulsion // 16th AIAA Aviation Technology, Integration, and Operations Conference (13–17 June 2016; Washington, D.C.). AIAA Paper 2016-3765. DOI: 10.2514/6.2016-3765

9. Moore K.R., Ning A. Distributed Electric Propulsion Effects on Existing Aircraft Through Multidisciplinary Optimization // IAA Structures, Structural Dynamics, and Materials Conference (8–12 January 2018; Kissimmee, Florida, USA). AIAA Paper 2018-1652. DOI: 10.2514/6.2018-1652

10. Stoll A.M., Bevirt J.B., Moore M.D., Fredericks W.J., Borer N.K. Drag Reduction Through Distributed Electric Propulsion // 14th AIAA Aviation Technology, Integration, and Operations Conference (16–20 June 2014; Atlanta, GA). AIAA Paper 2014-2851. DOI: 10.2514/6.2014-2851

11. Stoll A.M. Comparison of CFD and Experimental Results of the LEAPTech Distributed Electric Propulsion Blown Wing // Aviation Technology, Integration, and Operations Conference (22–26 June 2015; Dallas, Texas). AIAA Paper 2015-3188. DOI: 10.2514/6.2015-3188

12. Дунаевский А.И., Перченков Е.С., Чернавских Ю.Н. Взлетно-посадочные характеристики региональных самолетов с вспомогательной убираемой распреде ленной электрической силовой установкой // Вестник Московского авиационного института. 2020. Т. 27. № 1. С. 19-29. DOI: 10.34759/vst-2020-1-19-29

13. Дунаевский А.И., Чернавских Ю.Н. Сравнительная оценка эффективности регионального самолета КВП с вспомогательной распределенной электрической силовой установкой // XXVIII Научно-техническая конференция по аэродинамике (20–21 апреля 2017; п. Володарского). – Жуковский: ЦАГИ им. проф. Н.Е. Жуковского, 2017. С. 120.

14. 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.

15. Petrov A.V. Aerodynamics of STOL airplanes with powered high-lift systems // 28th Congress of the International Council of the Aeronautical Sciences (23–28 September 2012; Brisbane, Australia). ICAS 2012-9.5.2.

16. Петров А.В. Аэродинамика транспортных самолетов короткого взлета и посадки с энергетическими системами увеличения подъемной силы. – М.: Инновационное машиностроение, 2018. – 736 с.

17. Петров А.В. Энергетические методы увеличения подъемной силы крыла: Монография. – М.: Физматлит, 2011. – 404 с.

18. 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.

19. Павленко О.В., Пигусов Е.А. Валидация численных исследований отсека крыла со струйной механизацией // Модели и методы аэродинамики: Тезисы докладов XVIII Международной школы-семинара (4–11 июня 2018; Евпатория). – Жуковский: Изд-во ЦАГИ, 2018. С. 113-114.

20. 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. 1959, p. 050024. DOI: 10.1063/1.5034652