Особенности минимизации индуктивного сопротивления несущих систем летательных аппаратов с концевыми крылышками


Авторы

Борисова В. Г.*, Силантьев В. А.

Сибирский научно-исследовательский институт авиации им. С. А. Чаплыгина, 630051, Россия, г. Новосибирск-51, ул. Ползунова, 21

*e-mail: sa01borisova@gmail.com

Аннотация

В работе рассмотрены особенности оптимизации несущих систем летательных аппаратов (ЛА) с концевыми крылышками при ограничении на деформацию геометрии базового крыла. Отмечается необходимость использования в процессе оптимизации эффективных программ обтекания пространственных компоновок. Показано хорошее согласование расчетов по быстродействующей программе, использующей панельный метод Морино, с результатами расчета коммерческих программам на базе осредненных уравнений Навье-Стокса с различными моделями турбулентности.

Ключевые слова:

оптимизация, индуктивное сопротивление, концевые аэродинамические поверхности (КАП), дискретный П-образный вихрь, плоскость Трефтца, циркуляция, аэродинамическое проектирование, модель турбулентности, осредненные уравнения Навье-Стокса

Библиографический список

  1. Корнев С.В., Пименов И.А. Численное исследование поля скоростей за крылом при различном расположении горизонтального оперения по высоте // Труды МАИ. 2022. № 123. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=165488. DOI: 10.34759/trd-2022-123-07
  2. Степанов Р.П., Кусюмов А.Н., Михайлов С.А., Тарасов Н.Н. Экспериментальное исследование концевых вихрей за крылом конечного размаха // Труды МАИ. 2019. № 107. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=107894
  3. Luciano Demasi, Giovanni Monegato, Antonio Dipace, Rauno Cavallaro. Minimum Induced Drag Theorems for Joined Wings, Closed Systems, and Generic Biwings: Theory // Journal of Optimization Theory and Applications, 2016, vol. 169, pp. 200-235. URL: DOI: 10.1007/s10957-015-0849-y
  4. Головкин М.А., Кочиш С.И., Крицкий Б.С. Методика расчета аэродинамических характеристик комбинированной несущей системы летательного аппарата // Труды МАИ. 2012. № 55. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=30023
  5. Лазарев В.В., Павленко А.А., Разов А.А., Теперин Л.Л., Теперина Л.Н. Аэродинамическое проектирование летательного аппарата ромбовидной формы в плане // Учёные записки ЦАГИ. 2011. Т. 42. № 4. C. 30-37.
  6. Whitcomb R.T. A Design Approach and Selected Wing Tunnel Results at High Sub–Sonic Speed for Wing–Tip Mounted Winglets, NASA Technical Reports Server (NTRS), 1976, 33 p.
  7. Prandtl L. Applications of Modern Hydrodynamics to Aeronautics: in 2 parts. Translated by the Staff of the National Advisory Committee for Aeronautics, 1923, Rep. no. 116, pp. 157–215. URL: https://ntrs.nasa.gov/search.jsp?R=19930091180
  8. Munk М. Isoperimetrische Aufgaben aus der Theorie des Fluges, Dieterichschen Universitäts–Buchdruckerei, Gottingen, 1919, 31 p. URL: https://archive.org/details/isoperimetrische00munk/mode/2up
  9. Munk M. The Minimum Inducted Drag of Airfoils, U.S. NACA, 1921, Rep. no. 121, pp. 95−110. URL: https://archive.org/details/nasa_techdoc_19800006779/mode/2up
  10. Betz A. Behavior of Vortex Systems, Technical Memorandum, NACA–TM–713, 1933, 32 p. URL: http://hdl.handle.net/2060/19930094704
  11. Павленко А.А. Метод расчета минимального индуктивного сопротивления пространственных несущих систем // Ученые записки ЦАГИ. 1997. Т. 28. № 2. C. 56−61.
  12. Захаров А.Г., Кудрявцев О.В. Определение минимального индуктивного сопротивления сложных несущих конфигураций с использованием методов оптимизации распределения циркуляции в плоскости Трефтца // Труды ЦАГИ. 2014. Вып. 2734. С. 1−31.
  13. Теперин Л.Л., Притуло Т.М., Орфинежад Ф.Э., Мьё Тхейн. Средства снижения индуктивного сопротивления крыла самолета // Труды МФТИ. 2017. № 4. С. 94−105.
  14. Болсуновский А.Л., Бузоверя Н.П., Скоморохов C.И., Чернышёв И.Л. Расчётно-экспериментальные исследования скоростных крыльев перспективных магистральных самолётов // Труды МАИ. 2018. № 101. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=96601
  15. Borisova V.G., Silant’ev V.A. Optimization and Design of a Subsonic Aircraft Lifting System with the View to Minimize Induced Drag // Russian Aeronautics, 2020, vol. 63, pp. 50−58. DOI: 10.3103/S1068799820010079
  16. Borisova V.G., Silant’ev V.A. Optimization of winglets of lifting systems based on the minimum induced drag criterion // Thermophysics and Aeromechanics, 2022, vol. 29, no. 3, pp. 411−422. DOI: 10.1134/S086986432203009X
  17. Белоцерковский С.М. Тонкая несущая поверхность в дозвуковом потоке газа. – М.: Изд-во «Наука», 1965. - 242 c.
  18. Дюрэнд В.Ф. Аэродинамика. – М.-Л.: Оборонгиз, 1939. Т.2. - 408 c.
  19. Юрьев Б.Н. Экспериментальная аэродинамика. - М.-Л.: Изд-во Наркомата оборонной промышленности, 1938. Ч. 2. - 300 c.
  20. Silantiev V.A., Ryaguzov Е.А. Aerodynamic Analysis of Complex Aircraft Configurations with Engine Simulation Using The Potential Panel Method // Proceedings of the Fourth Sino-Russian Symposium on Aerodynamics, Chinese Aeronautical Establishment, 1995, pp. 41–56.
  21. Morino L., Kuo S.S. Subsonic Potential Aerodynamics for Complex Configurations: General Theory // AYAA Journal, 1974, vol. 12, no. 2. DOI: 10.2514/3.49191

Скачать статью

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2000—2024

 Вход