Современные методологические подходы к расчету характеристик звукового удара сверхзвуковых гражданских самолетов

Авторы

Горбовской В. С.^1*, Кажан А. В.^2**

1. Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского (ЦАГИ), ул. Жуковского, 1, Жуковский, Московская область, 140180, Россия
2. НИЦ «Институт имени Н. Е. Жуковского», ул. Жуковского, 1, Жуковский, Московская область, 140180, Россия

*e-mail: vladlen.gorbovskoy@tsagi.ru
**e-mail: kazhanav@nrczh.ru

Аннотация

В работе изложены основные методологические подходы к расчету распределения давления в ближнем поле при расчете характеристик звукового удара сверхзвуковых гражданских самолетов. На основании анализа результатов исследования влияния геометрии расчетной области, типа граничных условий и размерности расчетной сетки на характеристики звукового удара в ближнем поле и на земле сформированы рекомендации по постановке задачи численного моделирования течения в ближнем поле, формированию расчетных сеток и расчету распределения давления около летательного аппарата методами вычислительной газовой динамики, используемого для последующего расчета распространения ЗУ до земли.

Ключевые слова:

звуковой удар, сверхзвуковой гражданский самолет, численное моделирование, ближнее поле, громкость

Список источников

1. NASA : website. URL: http://www.nasa.gov/lowboom.
2. Research & Development // www.aero.jaxa.jp : website. http://www.aero.jaxa.jp/eng/research/frontier/sst/d-send.html.
3. Rambler.ru : website. URL: https://rumbler-project.eu.
4. Горбовской В.С. Параметрическое исследование влияния изменчивости характеристик атмосферы на громкость звукового удара от сверхзвукового пассажирского самолета // Ученые записки ЦАГИ. 2023. Т. 54, № 2. С. 43–55.
5. Чернышев С.Л. Звуковой удар. М. : Наука, 2011. 351 с.
6. Коваленко В.В., Чернышев С.Л. К вопросу о формировании аэродинамических компоновок с низким уровнем звукового удара // Методы и результаты теоретических и экспериментальных исследований звукового удара в задачах сверхзвукового полета летательного аппарата в неоднородной атмосфере : сб. статей. М. : ЦАГИ, 2005. C. 53–63. (Труды ЦАГИ ; вып. 2670).
7. Benson L.R. Quieting the вoom: the shaped sonic boom demonstrator and the quest for quiet supersonic flight. 2013. 401 p. URL: http://www.nasa.gov/ebooks.
8. Jones L.B. Lower bounds for sonic bangs // The Aeronautical Journal. 1961. Vol. 65, no. 606. P. 433–436.
9. Seebass R. Minimum sonic boom shock strengths and overpressures // Nature. 1969. Vol. 221, no 5181. P. 651–653.
10. George A., Seebass R. Sonic boom minimization including both front and rear shocks // AIAA Journal. 1971. Vol. 9, no. 10. P. 2091–2093. 
11. Darden C.M. Sonic-boom minimization with nose-bluntness relaxation : NASA technical paper 1348 : January 1979 / National Aeronautics and Space Administration, Scientific and Technical Information Office. 58 p.
12. Park M., Nemec M. Nearfield summary and statistical analysis of the second AIAA sonic boom prediction workshop // Proc. of 35th AIAA Applied Aerodynamics Conference. 2017. P 32–56. DOI 10.2514/6.2017-3256.
13. Развитие, верификация и валидация методики расчета эпюры избыточного давления и громкости звукового удара с использованием современных методов вычислительной газовой динамики / В.С. Горбовской, А.В. Кажан, В.Г. Кажан, В.В. Коваленко, Л.Л. Теперин, С.Л. Чернышев // Ученые записки ЦАГИ. 2020. Т. 51, № 1. С. 14–24.
14. Программный комплекс моделирования распространения звукового удара в реальной атмосфере “vBOOM” : свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2025686101. Дата регистрации: от 30.09.2025.
15. Re-entry vehicle sonic boom issue: Modelling and calculation results in windy atmosphere based on the augmented Burgers equation / S.L. Chernyshev, V.S. Gorbovskoy, А.V. Kazhan, А.О. Korunov // Acta Astronautica, 2022. DOI 10.1016/j.actaastro.2021.12.038.
16. ASA 2022 Special Focus Boom session. URL: https://lbpw.larc.nasa.gov.

Скачать статью