Численные исследования влияния угла скольжения на интерференцию воздушного винта и крыла сверхбольшого удлинения

Авиационная и ракетно-космическая техника


DOI: 10.34759/vst-2023-1-23-35

Авторы

Павленко О. В.1*, Пигусов Е. А.1**, Сантош А. 2***, 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: evgeniy.pigusov@tsagi.ru
***e-mail: aishwaryavitha5@mail.com
****e-mail: reslan.mostafa97@gmail.com

Аннотация

Проведены численные исследования влияния угла скольжения на аэродинамические характеристики модели самолета с крылом сверхбольшого удлинения с работающими воздушными винтами. Расчеты проведены при скорости набегающего потока V = 50 м/с и числе Рейнольдса Re = 0.35×106 при неотклоненной механизации крыла d = 0 и во взлетном положении d = 15° с использованием программы, основанной на решении осредненных по Рейнольдсу уравнений Навье—Стокса. Дано сравнение с экспериментальными данными, полученными в аэродинамической трубе. Расчетные исследования показали, что интерференция работающих воздушных винтов при боковом ветре оказывает существенное воздействие на обтекание модели самолета, его аэродинамические характеристики и шарнирные моменты механизации крыла. При боковом ветре увеличиваются скосы потока и изменяется местный угол атаки на крыле.

Ключевые слова:

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

Библиографический список

  1. Ma Z., Zhu X., Zhou Z. et al. A Lateral-Directional Control Method for High Aspect Ratio Full-Wing UAV and Flight Tests // Applied Sciences. 2019. Vol. 9. 20: 4236. DOI: 10.3390/app9204236
  2. Лисейцев Н.К., Самойловский А.А. Современное состояние, проблемы и перспективы развития самолетов, использующих солнечную энергию для полета // Труды МАИ. 2012. № 55. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID = 30018
  3. Marcus E.A.P., de Vries R., Kulkarni A.R., Veldhuis L.L.M. Aerodynamic Investigation of an Over-the-Wing Propeller for Distributed Propulsion // 2018 AIAA Aerospace Science Meeting (8–12 January 2018; Kissimmee, Florida). DOI: nv c 10.2514/6.2018-2053
  4. 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).
  5. Van Arnhem N., Sinnige T., Stokkermans T.C.A. et al. Aerodynamic Interaction Effects of Tip-Mounted Propellers Installed on the Horizontal Tailplane // AIAA Aerospace Sciences Meeting (8–12 January 2018; Kissimmee, Florida). DOI: 2514/6.2018-2052
  6. Kim D.H., 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: 10.2514/6.2018-4998
  7. Stoll A.M., Mikić 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
  8. 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
  9. Тыцык Ю.А, Шпилевский В.Л. Крыло летательного аппарата с интегрированными солнечными панелями. Патент RU 2 686 350 С1. Бюл. № 12, 25.04.2019.
  10. 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. 227–232.
  11. 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. 18–26.
  12. 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
  13. 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. № 1(21). С. 84–94.
  14. Lutz T., Gansel P., Godard J.-L. et al. Going for experimental and numerical unsteady wake analyses combined with wall interference assessment 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
  15. 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
  16. 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
  17. 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.
  18. 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.
  19. 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. № С. 7–19. DOI: 10.34759/vst-2021-2-7-19
  20. 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. DOI: 10.1088/1742-6596/1959/1/012051
  21. 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.
  22. 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.
  23. 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.
  24. 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.
  25. 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. Т. 27. № 4. С. 7–20. DOI: 10.34759/vst-2020-4-7-20
  26. 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, 1994-2024