Численные исследования влияния формы профиля на аэроупругие деформации крыла большого удлинения

Авиационная и ракетно-космическая техника


Авторы

Павленко О. В.1*, Кудрявцев О. В.1**, Ростом Р. 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: kudryavtsevov@gmail.com
***e-mail: rafat.rostom.1992@ yandex.com

Аннотация

Проведены численные исследования влияния формы профиля на аэроупругие деформации крыла большого удлинения λ = 20. На режимах с одинаковой аэродинамической нагрузкой были исследованы крылья с симметричным профилем и несимметричными профилями, имеющими одинаковые геометрические параметры. Численные исследования показали, что крыло с симметричным профилем больше подвержено деформации на изгиб и практически невосприимчиво к крутке. При аэродинамических нагрузках концевые сечения крыла с несимметричными профилями подвержены крутке, а деформации на изгиб значительно меньше, чем у крыла с симметричным профилем. У всех рассмотренных крыльев аэроупругие деформации уменьшают сопротивление и повышают аэродинамическое качество крыла.

Ключевые слова:

аэродинамические профили крыла, аэроупругие деформации крыла, аэродинамические характеристики крыла, CFD методы

Список источников

  1. Брусов В.С., Карчаев Х.Ж., Клименко Н.Н. и др. Проблемы создания псевдоспутников - высотных атмосферных беспилотных летательных аппаратов на солнечной энергии // Вестник НПО им. С.А. Лавочкина. 2015. № 1(27). С. 71-79.
  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. Вождаев В.В., Теперин Л.Л. Исследование влияния упругих деформаций модели крыла магистрального пассажирского самолета на ее аэродинамические характеристики // Ученые записки ЦАГИ. 2018. Т. XLIX. № 7. С. 76-84.
  4. Безуевский А.В., Ишмуратов Ф.З. Влияние квазистатических деформаций на характеристики аэроупругости самолета с крылом большого удлинения // Вестник Московского авиационного института. 2023. Т. 24. № 4. С. 14-25.
  5. 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.
  6. Баринов В.А., Павленко О.В., Янин В.В. Расчетные исследования влияния упругих деформаций крыла на аэродинамические характеристики полумодели самолета при трансзвуковых скоростях // Ученые записки ЦАГИ. 2016. Т. XLVII. № 3. С. 80–86.
  7. Tang D., Dowell E.H. Experimental and Theoretical Study on Aeroelastic Response of High-Aspect-Ratio Wings // AIAA Journal. 2001. Vol. 39. No. 8, pp. 419-429. DOI: 10.2514/3.14886
  8. Noll T.E., Brown J.M., Perez-Davis M.E. et al. Investigation of the Helios Prototype Aircraft Mishap – Vol. I Mishap Report. CreateSpace Independent Publishing Platform; 2012. 100 p.
  9. Isaienko V., Kharchenko V., Matiychyk M., Lukmanova I. Analysis of layout and justification of design parameters of a demonstration aircraft based on solar cells // E3S Web of Conferences Topical Problems of Green Architecture, Civil and Environmental Engineering (TPACEE 2019; November 19-22, 2019; Moscow, Russia). 2020. Vol. 164: 13007. DOI: 10.1051/e3sconf/202016413007
  10. Sai L., Wei Z., Xueren W. The Development Status and Key Technologies of Solar Powered Unmanned Air Vehicle // IOP Conference Series Materials Science and Engineering (ICMAE 2016; December 28–30, 2016; Hong Kong). 2017. 187(1):012011. DOI: 10.1088/1757-899X/187/1/012011
  11. Cesnik C.E.S., Senatore P.J., Su W. et al. X-HALE: A Very Flexible Unmanned Aerial Vehicle for Nonlinear Aeroelastic Tests // 51st AIAA/ASME/ASCE/ AHS/ASC Structures, Structural Dynamics, and Materials Conference (April 12-15, 2010; Orlando, Florida). DOI: 10.2514/6.2010-2715
  12. Wang Z., Chen P.C., Liu D. et al. Time Domain Nonlinear Aeroelastic Analysis for HALE Wings // 47th AIAA/ASME/ASCE/AHS/ASC Structures, Structural Dynamics, and Materials Conference (May 01-04, 2006; Newport, Rhode Island, USA). DOI: 10.2514/6.2006-1640
  13. Wan Z., Cesnik C.E.S. Geometrically Nonlinear Aeroelastic Scaling for Very Flexible Aircraft // AIAA Journal. 2014. Vol. 52. No. 10, pp. 2251-2260. DOI: 10.2514/1.J052855
  14. Palacios R., Cesnik C.E.S. Low-Speed Aeroelastic Modeling of Very Flexible Slender Wings with Deformable Airfoils // 49th AIAA/ASME/ASCE/AHS/ASC Structures, Structural Dynamics, and Materials Conference (April 07-10, 2008; Schaumburg, IL). DOI: 10.2514/6.2008-1995
  15. Palacios R., Epureanu B. An Intrinsic Description of the Nonlinear Aeroelasticity of Very Flexible Wings // 52nd AIAA/ASME/ASCE/AHS/ASC Structures, Structural Dynamics and Materials Conference (April 04–07, 2011; Denver, Colorado). DOI: 10.2514/6.2011-1917
  16. Conlan-Smith C., Andreasen C.S. Aeroelastic Optimization of Aircraft Wings Using a Coupled Three-Dimensional Panel-Beam Model // AIAA Journal. 2021. Vol. 59. No. 4, pp. 1374-1386. DOI: 10.2514/1.J059911
  17. Cumnuantip S., Schulze M., Krüger W.R. Assessment of the aeroelastic stability of high aspect ratio wing aircraft during the preliminary design // International Forum on Aeroelasticity and Structural Dynamics (IFASD 2024; June 17-21, 2024; Hague, Netherlands). IFASD-2024-007.
  18. Павленко О.В., Пигусов Е.А., Реслан М.Г., Сантош А. Влияние угла скольжения и работы воздушных винтов на концах крыла на индуктивное сопротивление // Письма в Журнал технической физики. 2023. Т. 49. № 24. С. 22-24. DOI: 10.61011/PJTF.2023.24.56865.88A
  19. Павленко О.В., Пигусов Е.А., Сантош А., Реслан М.Г. Численные исследования влияния угла скольжения на интерференцию воздушного винта и крыла сверхбольшого удлинения // Вестник Московского авиационного института. 2023. Т. 30. № 1. С. 23-35. DOI: 10.34759/vst-2023-1-23-35
  20. Wright J.R., Cooper J.E. Introduction to Aircraft Aeroelasticity and Loads. 2nd ed. John Wiley & Sons, Ltd. 2014. 542 p. DOI: 10.1002/9781118700440
  21. Виноградов О.Н., Корнушенко А.В., Кудрявцев О.В. и др. Расчетно-экспериментальные исследования профилей крыла при малых числах Рейнольдса // Труды ЦАГИ. 2018. № 2780. С. 3-16.

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 1994-2025