Исследование аэродинамической интерференции беспилотных летательных аппаратов при изменении высоты и интервалов в групповом полете

Авиационная и ракетно-космическая техника


DOI: 10.34759/vst-2023-1-36-44

Авторы

Головнев А. В.*, Воронко Д. С.**, Данилов С. М.***

Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил «Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина», Воронеж, Россия

*e-mail: golovnyev@rambler.ru
**e-mail: zapasnoi.mir@mail.ru
***e-mail: dsm2291@gmail.com

Аннотация

Представлено исследование взаимного влияния самолетов при дозвуковом по-лете группой на минимальных расстояниях между ними с учетом изменения высоты и интервала ведомого относительно ведущего самолета. Вопрос об изменении аэродинамических характеристиках в групповом полете актуален уже многие годы. При групповом полете на минимальных расстояниях между летательными аппаратами возможен и прирост аэродинами-ческого качества, что позволит увеличить дальность и продолжительность полета. Определение опти-мального положения ведомого самолета относительно ведущего позволит удовлетворить противоречивым тре-бованиям в групповом полете. Особенно это актуально для высокоавтоматизированных систем полета, которые располагаются в том числе и на беспилотных летательных аппаратах. Исследование проводилось с использованием программного комплекса Ansys Fluent. Для дополнения результатов, по-лученных при моделировании в аэродинамических трубах, а также при летных испытаниях, пред-лагается использование вычислительных методов. Приведены зависимости исследуемых парамет-ров — коэффициентов подъемной силы и силы сопротивления, моментов тангажа, крена и рыскания — от изменения интервала и высоты ведомого относительно веду-щего самолета типа «летающее крыло».

Ключевые слова:

групповой полет, полет в вихревом следе, полет в сомкнутом порядке, вычислительная аэродинамика, аэродинамическая интерференция беспилотных летательных аппаратов

Библиографический список

  1. Балык В.М., Бородин И.Д. Выбор устойчивых проектных решений беспилотного летательного аппарата в условиях действий факторов неопределенности // Вестник Московского авиационного института. Т. 29. № 1. С. 57–66. DOI: 10.34759/vst-2022-1-57-66
  2. Erbschloe D., Antczak A., Carter D.L. et al. Operationalizing Flight Formations for Aerodynamic Benefits // AIAA Scitech 2020 Forum (6–10 January 2020; Orlando, FL, USA). DOI: 2514/6.2020-1004
  3. Рязанов Л.Ф., Титов С.К., Сверканов П.Л. Тактика авиационных подразделений и частей. Часть 1. Организация и обеспечение боевых действий: Учебное пособие. — М.: Изд-во МИРЭА, 2001. — С. 10.
  4. Головнев И.Г., Вышинский В.В. Желанников А.И., Лапшин К.В. Принципы построения бортовой системы раннего предупреждения пилота о вхождении в вихревой след от другого воздушного судна // Научный вестник МГТУ ГА. 2018. Т. 21. № 4. С. 84–95. DOI: 10.26467/2079-0619-2018-21-4-84-95
  5. Иед К. Разработка методики создания системы предупреждения об опасных ситуациях при возникновении ошибок пилотажа // Вестник Московского авиационного института. 2019. Т. 26. № 3. С. 201–209.
  6. Гиневский А.С., Желанников А.И. Вихревые следы самолетов. — М.: Физматлит, 2008. — С. 16.
  7. Гусев Д.И. Решение задачи автоматизации полета группы // Труды МАИ. 2012. № 51. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=29077
  8. Желанников А.И. Исследование влияния вихревого следа за самолетом А380 на воздушные суда класса МС-21 // Научный вестник МГТУ ГА. 2021. Т. 24. № 1. С. 23–31. DOI:10.26467/2079-0619-2021-24-1-23-31
  9. Ефремов А.В., Щербаков А.И., Корзун Ф.А., Проданик В.А. Перспективные средства подавления раскачки самолета летчиком // Вестник Московского авиационного института. Т. 29. № 1. С. 201–210. DOI: 10.34759/vst-2022-1-201-210
  10. Hanson C.E., Pahle J., Reynolds J.R. et al. Experimental Measurements of Fuel Savings During Aircraft Wake Surfing // AIAA Atmospheric Flight Mechanics Conference (25–29 June 2018; Atlanta, Georgia). DOI: 10.2514/6.2018-3560
  11. Beukenberg M., Hummel D. Aerodynamics, performance and control of airplanes in formation flight // 17th Congress of the International Council of the Aeronautical Sciences (9–14 September 1990; Stockholm, Sweden). Vol. 2, pp. 1777–1794. ICAS-90-5.9.3. https://icas.org/icas_archive/icas1990/icas-90-5.9.3.pdf
  12. Bienawski S.R., Rosenzweig S.E., Blake W.B. Summary of Flight Testing and Results for the Formation Flight for Aerodynamic Benefit Program // 52nd Aerospace Sciences Meeting (13–17 January 2014; National Harbor, Maryland). DOI: 10.2514/6.2014-1457
  13. Источник: для управления беспилотниками «Охотник» разработают двухместный Су-57. 2021. URL: https://tass.ru/armiya-i-opk/11992083
  14. Серийный выпуск тяжелых ударных дронов «Охотник» начнется в 2023 году. 2022. URL: https://ria.ru/20220518/dron-1789229802.html
  15. Гулимовский И.А. Гребеньков С.А. Применение модифицированного метода поверхностного сеточного обёртывания для численного моделирования процессов обледенения // Вестник Московского авиационного института. 2020. Т. 27. № 2. С. 29–36. DOI: 10.34759/vst-2020-2-29-36
  16. 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.
  17. Брутян М.А., Вышинский В.В., Ляпунов С.В. Основы дозвуковой аэродинамики. — М.: Наука, 2021. С. 177–182.
  18. Murariu G., Mahu R.A., Murariu A.G. et al. Using Ansys for design and numerical study of a specific fixed wing UAV // Materiale Plastice. Vol. 55. No. 4, pp.652—657. DOI: 10.37358/MP.18.4.5095
  19. Анимица О.В., Гайфуллин А.М., Рыжов А.А., Свириденко Ю.Н. Моделирование на пилотажном стенде дозаправки самолета в полете // Труды МФТИ. 2015. Т. 7. № 1(25). С. 3–15.
  20. Вышинский В.В., Судаков Г.Г. Вихревой след самолёта и вопросы безопасности полетов // Труды МФТИ. 2009. Т. 1. № 3. С. 73–93.
  21. Головнев А.В., Тарасов А.Л. Исследование аэродинамических характеристик модели маневренного самолета с механизированной передней кромкой крыла с помощью программного комплекса ANSYS FLUENT // Научный вестник МГТУ ГА. 2015. № 218. С. 42–49.
  22. Попов С.А., Гондаренко Ю.А. Математическая модель движения легкого ударного самолета с внешними подвесками в предельной по углу атаки области режимов полета // Научный вестник МГТУ ГА. 2017. Т. 20. № 2. С. 65–73.

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 1994-2024