Влияние интерференции воздушного винта и крыла сверхбольшого удлинения на шарнирный момент отклоненной механизации крыла

Авиационная и ракетно-космическая техника


DOI: 10.34759/vst-2022-3-17-28

Авторы

Павленко О. В. 1*, Реслан М. Г. 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: olga.v.pavlenko@yandex.ru
**e-mail: reslan.mostafa97@gmail.com

Аннотация

Проведено численное исследование влияния интерференции воздушного винта и прямого крыла сверхбольшого удлинения самолета на солнечных батареях на шарнирные моменты отклоненной механизации крыла δМЕХ = 15° иδМЕХ = 30° в 2D- и 3D-постановке задачи. Расчеты проведены при скоростях потока V = 25 и 50 м/с и числах Рейнольдса Re = 0.17 и 0.35 · 106 по программе, основанной на осредненных по Рейнольдсу уравнениях Навье–Стокса.

Численные исследования показали, что влияние обдува потоком воздуха от воздушного винта на шарнирный момент отклоненной механизации крыла зависит от многих факторов, таких как диаметр воздушного винта и его конструктивные особенности, частота вращения, его местоположение, а также от углов обдува и отклонения механизации крыла.

Ключевые слова:

тянущий воздушный винт, шарнирные моменты, механизация крыла, крыло сверхбольшого удлинения

Библиографический список

  1. Лисейцев Н.К., Самойловский А.А. Современное состояние, проблемы и перспективы развития самолетов, использующих солнечную энергию // Труды МАИ. 2012. № 55. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=30018

  2. Marcus E.A.P., de Vries R., Raju Kulkarni A., Veldhuis L.L.M. Aerodynamic Investigation of an Over-the-Wing Propeller for Distributed Propulsion // AIAA Aerospace Science Meeting (8–12 January 2018; Kissimmee, Florida). DOI: 10.2514/6.2018-2053

  3. Teixeira P.C., Cesnik C.E.S. Inclusion of propeller effects on aeroelastic behavior of very flexible aircraft // International Forum on Aeroelasticity and Structural Dynamics (25-28 June 2017; Como, Italy). IFASD-2017-194.

  4. Van Arnhem N., Sinnige T., Stokkermans T.C., Eitelberg G., Veldhuis L.L. Aerodynamic Interaction Effects of Tip-Mounted Propellers Installed on the Horizontal Tailplane // AIAA Aerospace Sciences Meeting (08–12 January 2018; Kissimmee, Florida). DOI: 10.2514/6.2018-2052

  5. 4/Kim H.D., Perry A.T., Ansell P.J. A Review of Distributed Electric Propulsion Concepts for Air Vehicle Technology // AIAA/IEEE Electric Aircraft Technologies Symposium (9-11 July 2018; Cincinnati, Ohio). DOI: 10.2516.2018-4998
  6. 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.). DOI: 10.2514/6.2016-3765

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

  8. Тыцык Ю.А., Шпилевский В.Л. Крыло летательного аппарата с интегрированными солнечными панелями. Патент RU 2686350 С1. Бюл. № 12, 25.04.2019.

  9. Андреев Г.Т., Ершов А.А., Павленко О.В. Комплексный подход к уменьшению шарнирных моментов органов управления летательных аппаратов // Автоматизация. Современные технологии. 2018. Т. 72. № 5. С. 227–231.

  10. Андреев Г.Т., Глущенко Г.Н., Кутухина Н.В., Павленко О.В. Влияние различных типов аэродинамической компенсации на шарнирные моменты органов управления летательных аппаратов // Полет. Общероссийский научно-технический журнал. 2013. № 6. С. 18-25.

  11. Шилова М.С. Методика оценки влияния шарнирных моментов органов управления на динамические характеристики самолетов // Труды МАИ. 2012. № 51. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=29096

  12. Платонов Д.В., Минаков А.В., Дектерев А.А., Харламов Е.Б. Сравнительный анализ CFD-пакетов SigmaFlow и Ansys Fluent на примере решения ламинарных задач // Вестник Томского государственного университета. Математика и механика. 2013. № 1(21). С. 84-94.

  13. Lutz T., Gansel P., Godard J.-L., Gorbushin A. et al. Going for Experimental and Numerical Unsteady Wake Analyses Combined with Wall Interference Assessment by Using the NASA CRM-model in ETW // 51st AIAA Aerospace Sciences Meeting including the New Horizons Forum and Aerospace Exposition (07-10 January 2013, Grapevine (Dallas/Ft. Worth Region), Texas). DOI: 10.2514/6.2013-871

  14. Xu H., Huang Q., Han J., Yun H. Calculation of Hinge Moments for a Folding Wing Aircraft Based on High-Order Panel Method // Mathematical Problems in Engineering. 2020. DOI: 10.1155/2020/8881233
  15. Stoll A.M. Comparison of CFD and Experimental Results of the LEAPTech Distributed Electric Propulsion Blown Wing // 15th AIAA Aviation Technology, Integration, and Operations Conference (22–26 June 2015; Dallas, Texas). DOI: 10.2514/6.2015-3188
  16. Самойловский А.А., Лисейцев Н. К. Методика определения основных проектных параметров беспилотных летательных аппаратов, использующих для полёта энергию солнечного излучения // Вестник Московского авиационного института. 2015. Т. 22. № 3. С. 7-16.

  17. Павленко О.В., Чубань А.В. Определение шарнирного момента фюзеляжной створки шасси при помощи численного моделирования обтекания // Ученые записки ЦАГИ. 2018. Т. XLIX. № 7. С. 85–92.

  18. Виноградов О.Н., Корнушенко А.В., Павленко О.В., Петров А.В., Пигусов Е.А., Чинь Т.Н. Особенности интерференции воздушного винта и крыла сверхбольшого удлинения в неоднородном потоке // Вестник Московского авиационного института. 2021. Т. 28. № 2. С. 7-19. DOI: 10.34759/vst-2021-2-7-19

  19. Vinogradov O.N., Kornushenko A.V., Pavlenko O. V. et al. Influence of propeller diameter mounted at wingtip of high aspect ratio wing on aerodynamic performance // Journal of Physics: Conference Series. Vol. 1959, The International Scientific Conference on Mechanics «The Ninth Polyakhov’s Reading» (09-12 March 2021; Saint Petersburg, Russian Federation). DOI: 10.1088/1742-6596/1959/1/012051

  20. 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. 2014. № 2740. С. 37-43.

  21. Алесин В.С., Губский В.В., Дружинин О.В. и др. Исследования интерференции толкающего винтокольцевого движителя с фюзеляжем летательного аппарата // Автоматизация. Современные технологии. 2018. Т. 72. № 2. С. 91–96.

  22. Корнушенко А.В., Кудрявцев О.В., Теперин Л.Л. и др. Использование принципа полезной интерференции для повышения аэродинамического совершенства компоновки воздушного винта и крыла // Ученые записки ЦАГИ. 2016. Т.47. № 8. С.42–49.

  23. Корнушенко А.В., Кудрявцев О.В., Теперин Л.Л. и др. Исследование полезной интерференции, тянущей и толкающей схем воздушных винтов, установленных на концах крыла // Ученые записки ЦАГИ. 2017. Т.48. № 1. С. 3–9.

  24. Павленко О.В., Петров А.В., Пигусов Е.А. Исследования обтекания высоконесущего крылового профиля с комбинированной энергетической системой увеличения подъемной силы крыла // Вестник Московского авиационного института. 2020. Т. 27. № 4. С. 7-20. DOI: 10.34759/vst-2020-4-7-20

  25. Pavlenko O.V., Pigusov Е.А. Numerical Investigation of the Aerodynamic Loads and Hinge Moments of the Flap with Boundary Layer Control // AIP Conference Proceedings. 2018. Vol. 1959. No. 1. DOI: 10.1063/1.5034652

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 1994-2022