Расчётные и экспериментальные исследования возможности создания семейства транспортных самолетов различной грузоподъемности

Авиационная и ракетно-космическая техника


DOI: 10.34759/vst-2022-2-7-19

Авторы

Болсуновский А. Л.*, Бузоверя Н. П., Крутов А. А.**, Курилов В. Б., Сорокин О. Э., Чернышёв И. Л.***

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

*e-mail: bolsun@progtech.ru
**e-mail: aleksandr.krutov@tsagi.ru
***e-mail: ivan.chernyshev@tsagi.ru

Аннотация

Предложена технология проектирования крыльев различной площади для создания линейки перспективных тяжёлых самолётов с двумя и четырьмя двигателями типа ПД-35. Для упрощения и удешевления создания большого самолёта внешняя консоль крыла взята от крыла «младшего» члена семейства, а площадь увеличена за счёт нового центроплана. Спроектирована аэродинамическая компоновка крыльев обоих самолётов. Изложено описание особенностей аэродинамического проектирования каждой из аэродинамических компоновок. Показано, что спроектированные крылья со стреловидностью χ1/4=240 обеспечивают крейсерский полёт со скоростью М = 0.77 ÷ 0.8 (820 ÷ 850 км/ч). Эксперимент в аэродинамической трубе (АДТ) Т-106 подтвердил достижение целей проектирования.

Выполнена экспертная оценка потерь аэродинамического качества при предложенном подходе к проектированию составного крыла. Для этого проведена свободная оптимизация крыла увеличенной площади с той же формой в плане и распределением относительных толщин вдоль размаха. Показано, что скоростные свойства не изменяются. В то же время максимальное аэродинамическое качество компоновки с составным крылом меньше на ~1.5%.


Ключевые слова:

аэродинамическое проектирование, двухдвигательная компоновка, четырёхдвигательная компоновка, аэродинамические модели крыла

Библиографический список

  1. Погосян М.А. (ред.) Проектирование самолетов: Учебник для студентов. – 5-е изд. – М.: Инновационное машиностроение, 2018. – 863 с.

  2. Егер С.М., Матвеенко А.М., Шаталов И.А. Основы авиационной техники: Учеб. для студентов. – 3-е изд. испр. и доп. – М.: Машиностроение, 2003. – 719 с.

  3. Торенбик Э. Проектирование дозвуковых самолетов / Перевод с англ. Е.П. Голубкова. – М.: Машиностроение, 1983. – 647 с.

  4. Raymer D.P. Aircraft Design: A Conceptual Approach. – 5th Edition. – American Institute of Aeronautics and Astronautics, Reston, Virginia, 2012. – 800 p.

  5. Willcox K., Wakayama S. Simultaneous optimization of a multiple-aircraft family // Journal of Aircraft. 2003. Vol. 40. No. 4, pp. 616–622. DOI: 10.2514/2.3156

  6. Van Heerden A., Guenov M.D., Molina-Cristóbal A. Evolvability and design reuse in civil jet transport aircraft // Progress in Aerospace Sciences. 2019. Vol. 108, pp. 121-155. DOI: 10.1016/j.paerosci.2019.01.006

  7. Obert E. Aerodynamic design of transport aircraft. – IOS Press, 2009. – 638 p.

  8. Kingsley-Jones M. Airbus opts for larger wing on A350-1000 through trailing edge extension // FlightGlobal. 2010. URL: https://www.flightglobal.com/news/articles/airbus-opts-for-larger-wing-on-a350-1000-through-tra-341004/

  9. Norris G., Wagner M. Airbus A340 and A330 (Jetliner History). – Zenith Press, 2001. – 120 p.

  10. Вовнянко А. История создания самолёта Ан-225 «Мрiя». URL: http://www.buran.ru/htm/homepage.htm

  11. Liebeck R.H. Design of the blended wing body subsonic transport // Journal of Aircraft. 2004. Vol. 41. No. 1, pp. 10–25. DOI: 10.2514/1.9084

  12. Гязова М.M. Прогнозирование использования грузовых рамповых самолетов на основе имитационного моделирования // Вестник Московского авиационного института. 2017. Т. 24. № 2. С. 241-248.

  13. Чанов М.Н., Скворцов Е Б., Шелехова А.С., Бондарев А.В., Овчинников В.Г., Семенов А.А., Чернавских Ю.Н. Анализ технических концепций транспортного самолета с различными типами и компоновкой силовой установки // Вестник Московского авиационного института. 2020. Т. 27. № 4. С. 30-47. DOI: 10.34759/vst-2020-4-30-47

  14. Крутов А.А., Пигусов Е.А., Чернавских Ю.Н., Черноусов В.И. Концептуальное проектирование тяжёлого транспортного самолёта нового поколения // Труды МАИ. 2018. № 99. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=91810

  15. Bolsunovsky A.L., Buzoverya N.P., Karas O.V., Skomorokhov S.I. An experience in aerodynamic design of transport aircraft // 28th International Congress of the Aeronautical Sciences ICAS (23-28 September 2012; Brisbane, Australia). URL: https://icas.org/icas_archive/icas2012/papers/479.pdf

  16. Болсуновский А.Л., Бузоверя Н.П., Ляпунов С.В. и др. Аэродинамика магистральных самолётов: современное состояние и перспективы // Полёт. Общероссийский научно-технический журнал. 2018. № 11. С. 14-29.

  17. Болсуновский А.Л., Бузоверя Н.П., Брагин Н.Н., Герасимов С.В., Пущин Н.А., Чернышёв И.Л. Расчётные и экспериментальные исследования аэродинамики компоновок с расположением двигателей над крылом // Вестник Московского авиационного института. 2021. Т. 28. № 2. С. 37-49. DOI: 10.34759/vst-2021-2-37-51

  18. Анисимов К.С., Кажан Е.В., Курсаков И.А., Лысенков А.В., Подаруев В.Ю., Савельев А.А. Разработка облика самолета с использованием высокоточных методов вычислительной аэродинамики и оптимизации // Вестник Московского авиационного института. 2019. Т. 26. № 2. С. 7-19.

  19. Special Conditions: The Boeing Company Model 777‑8 and 777‑9 Airplanes; Folding Wingtips. – A Rule by the Federal Aviation Administration on 18.05.2018. – Federal Register Vol.83, No.97, 2018, Docket No. FAA‑2017‑0636; Special Conditions No. 25‑726‑SC.

  20. Дмитриев В.Г., Бюшгенс Г.С. О работах ЦАГИ: 1970-2000 годы и перспективы. – Жуковский: Издательский отдел ЦАГИ, 2001. – 111 с.

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 1994-2024