Исследование зависимости упругих деформаций «жестких» аэродинамических моделей от их геометрических и конструкционных параметров

Авиационная и ракетно-космическая техника


DOI: 10.34759/vst-2022-2-45-60

Авторы

Горбушин А. Р.1*, Ишмуратов Ф. З.1**, Нгуен В. Н.2***

1. Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского (ЦАГИ), ул. Жуковского, 1, Жуковский, Московская область, 140180, Россия
2. Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет), МФТИ, Институтский пер., 9, Долгопрудный, Московская облаcть, 141701, Россия

*e-mail: gorbushin.ar@mipt.ru, gorbushin@tsagi.ru
**e-mail: fanil.ishmuratov@tsagi.ru
***e-mail: vanngok@phystech.edu

Аннотация

Рассмотрены особенности процедуры построения расчетной схемы стального крыла аэродинамической модели в комплексе программ NASTRAN для решения задач статической аэроупругости. Исследованы параметрические зависимости упругих прогибов, углов крутки и коэффициента аэродинамической нормальной силы от угла стреловидности модели и положения оси жесткости. Выявлена возможность снижения влияния упругих деформаций на аэродинамические характеристики для некоторого диапазона углов стреловидности крыла и режимов испытаний за счет модификации силовой схемы модели.

Ключевые слова:

аэродинамическая модель, аэродинамическая труба, упругий прогиб, угол поточной крутки, балочная схематизация, ось жесткости

Библиографический список

  1. Бисплингхофф Р. Л., Эшли Х., Халфмэн Р. Л. Аэроупругость / Пер. с англ. Г.И. Баренблатта и др.; Под ред. Э.И. Григолюка. – М.: Издательство иностранной литературы, 1958. – 799 с.

  2. Фын Я.Ц. Введение в теорию аэроупругости / Пер. с англ. А.И. Смирнова; Под ред. Э.И. Григолюка. – М.: Государственное издательство физико-математической литературы, 1959. – 524 с.

  3. Фершинг Г.В. Основы аэроупругости / Пер. с нем. К.Ф. Плитта. – М.: Машиностроение, 1984. – 600 с.

  4. Амирьянц Г.А., Зиченков М.Ч., Калабухов С.И. и др. Аэроупругость / Под редакцией П.Г. Карклэ. – М.: Инновационное машиностроение, 2019. – 651 с.

  5. Безуевский А.В., Ишмуратов Ф.З. Влияние квазистатических деформаций на характеристики аэроупругости самолета с крылом большого удлинения // Вестник Московского авиационного института. 2017. Т. 24. № 4. С. 14-25.

  6. Амирьянц Г.А., Ефименко С.В., Сирота С.Я. Влияние упругих деформаций «жестких» аэродинамических моделей на их аэродинамические характеристики // Ученые записки ЦАГИ. 1993. Т. XXIV. № 1. С. 131-144.

  7. Амирьянц Г.А., Буньков В.Г., Мамедов О.С., Парышев С.Е. Исследование характеристик статической и динамической аэроупругости моделей крыла компании Boeing // Современные научные проблемы и технологии в гражданской авиации. 20 лет сотрудничества ученых России и компании Boeing (1993-2013): Сб. статей. – М.: Наука, 2013. С. 124-131.

  8. Вождаев В.В., Теперин Л.Л. Исследование влияния упругих деформаций модели крыла магистрального пассажирского самолета на ее аэродинамические характеристики // Ученые записки ЦАГИ. 2018. Т. 49. № 7. С. 76-84.

  9. Баринов В.А., Павленко О.В., Янин В.В. Расчетные исследования влияния упругих деформаций крыла на аэродинамические характеристики модели самолета при трансзвуковых скоростях // Ученые записки ЦАГИ. 2016. Т. 47. № 3. С. 80-90.

  10. Гарифуллин М.Ф., Орлова О.А. Учет влияния упругой крутки при обработке результатов испытаний дренированной модели крыла большого удлинения в АДТ // Ученые записки ЦАГИ. 2018. Т. 49. № 5. С. 76-85.

  11. Vassberg J., Dehaan M., Rivers M., Wahls M. Development of a Common Research Model for Applied CFD Validation Studies // 26th AIAA Applied Aerodynamics Conference (18-21 August 2008; Honolulu, Hawaii). DOI: 10.2514/6.2008-6919

  12. Keye S., Brodersen O., Rivers M.B. Investigation of Aeroelastic Effects on the NASA Common Research Model // AIAA Journal of Aircraft. 2014. Vol. 51, No. 4, pp. 1323–1330. DOI: 10.2514/1.C032598

  13. Rivers M.B., Dittberner A. Experimental Investigations of the NASA Common Research Model // AIAA Journal of Aircraft. 2014. Vol. 51. No. 4, pp. 1183–1193. DOI: 10.2514/1.C032626

  14. Rivers M.B., Rudnik R., Quest J. Comparison of the NASA Common Research Model European Transonic Wind Tunnel Test Data to NASA Test Data (Invited) // 53rd AIAA Aerospace Sciences Meeting (5-9 January 2015; Kissimmee, Florida). DOI: 10.2514/6.2015-1093

  15. Амирьянц Г.А., Вермель В.Д., Ишмуратов Ф.З. и др. Проектирование упругоподобной модели, изготавливаемой с использованием современных цифровых технологий // Ученые записки ЦАГИ. 2012. Т. 43. № 3. С. 88-104.

  16. Амирьянц Г.А., Ишмуратов Ф.З., Кулеш В.П., Найко Ю.А. Испытания упругоподобной модели крыла административного самолёта в АДТ-128 // Прочность конструкций летательных аппаратов: Сб. статей научно-технической конференции (31 мая – 1 июня 2018; Жуковский). Сер. «Труды ЦАГИ». Выпуск № 2782. – М.: Издательский отдел ЦАГИ, 2018. С. 179-182.

  17. Амирьянц Г.А., Вождаев В.В., Ишмуратов Ф.З. и др. О расчетных исследованиях жесткостных и аэродинамических характеристик упругоподобных моделей // Полет. Общероссийский научно-технический журнал. 2013. № 6. С. 51–60.

  18. Амирьянц Г.А., Ишмуратов Ф.З., Найко Ю.А. и др. Проектирование упругоподобной модели крыла балочной схематизации // Ученые записки ЦАГИ. 2018. Т. 49. № 5. С. 65-75.

  19. Рыбников Е.К., Володин С.В., Соболев Р.Ю. Инженерные расчёты механических конструкций в системе MSC.PATRAN-NASTRAN: Учебное пособие. – М.: МИИТ, 2003. Ч. I – 130 с.

  20. Рыбников Е.К., Володин С.В., Соболев Р.Ю. Инженерные расчёты механических конструкций в системе MSC.PATRAN-NASTRAN: Учебное пособие. – М.: МИИТ, 2003. Ч. II – 174 с.

  21. Крутолапов В.Е. Использование программного пакета MSC.PATRAN в инженерных расчётах: Учебное пособие. – Тольятти: ТГУ, 2008. – 116 с.

  22. Albano E., Rodden W. A Doublet-Lattice Method for Calculating Lift Distributions on Oscillating Surfaces in Subsonic Flows // AIAA Journal. 1969. Vol. 7. No. 2, pp. 279-285. DOI: 10.2514/3.5086

  23. Rodden W.P. Theoretical and Computational Aeroelasticity. – The Americas Group, Crest Publishing, Camarillo, California, 2011. – 814 p.

  24. Rodden W.P., Johnson E.H. MSC/NASTRAN Aeroelastic Analysis: User’s Guide, version 68. – The MacNeal-Schwendler Corporation. Los Angeles. CA, 1994.

  25. ГОСТ 20058–80. Динамика летательных аппаратов в атмосфере. Термины, определения и обозначения. – М.: Издательство стандартов, 1981. – 52 с.

  26. Микеладзе В.Г., Титов В.М. Основные геометрические и аэродинамические характеристики самолетов и ракет: Справочник. – М.: Машиностроение, 1982. – 149 с.

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 1994-2024