Повышение топливной эффективности пассажирского самолета за счет минимизации веса неплоской несущей поверхности

Проектирование, конструкция и производство летательных аппаратов


Авторы

Гуереш Д. 1*, Попов С. А.2**

1. Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет), 125993, г. Москва, Волоколамское шоссе, д. 4
2. Кафедра 105 «Аэродинамика летательных аппаратов» института № 1 «Авиационная техника»,

*e-mail: guaero.tech@gmail.com
**e-mail: flowmech@mail.ru

Аннотация

В статье приведена оценка влияния на топливную эффективность пассажирского самолета средней дальности различных проектных решений по улучшению аэродинамического качества крыла. В частности, подробно изучено проектное решение, состоящее в применении неплоской формы несущей поверхности в виде классического сочетания крыла с несущей законцовкой винглет. Разработана методика проектировочного расчёта величины аэродинамической нагрузки при различных схемах неплоского крыла с учётом местных углов атаки и скольжения. Сравнением весовых эквивалентов различных конфигураций была получена количественная оценка прироста топливной эффективности самолета в результате прироста аэродинамического качества, перераспределения аэродинамической нагрузки по размаху и соответствующего изменения конструкционно-весовых характеристик консоли крыла.

Ключевые слова:

неплоское крыло пассажирского самолета, законцовка, градиенты взлётной массы, многодисциплинарная оптимизация, деформированное крыло

Библиографический список

  1. Gueraiche D, Popov S. Winglet Geometry Impact on DLR-F4 Aerodynamics and an Analysis of a Hyperbolic Winglet Concept // Aerospace, 2017, 4(4), 60, available at: https://doi.org/10.3390/aerospace4040060

  2. Гуереш Д. Исследование прироста аэродинамических нагрузок при установке законцовки на крыле дозвукового пассажирского самолета // XLIII Международная молодёжная научная конференция «Гагаринские Чтения — 2017», Москва, 05-19 апреля 2017: тезисы докладов. – М.: Изд-во МАИ, 2017. С. 11 – 12.

  3. Гуереш Д. Вычислительный и математический анализ вдохновлённых природой концепций концевых устройств: адаптированной передней кромки крыла и криволинейной законцовки // Международная Авиационно-Космическая Конференция и Выставка. ОАЭ «ICEAAE-2018». Абу-Даби, 26-27 февраля 2018: тезисы докладов. URL: https://www.scientificfederation.com/aeronautical-engineering-2018/

  4. Кощеев А.Б., Платонов А.А., Хабров А.В. Аэродинамика самолетов семейства Ту-204/214. – М.: Полигон-Пресс, 2009. – 304 с.

  5. Norton D.A., Olason M.L. Aerodynamic design philosophy of the Boeing 737 // Journal of Aircraft, 1966, vol. 3, no. 6, pp. 524 – 528, available at: https://doi.org/10.2514/3.43771

  6. Christopher Gedeon, Shane Huffer, and Timothy T. Takahashi. Multi-Disciplinary Design of an Advanced Narrow-Body Transport Aircraft // Aviation Technology, Integration, and Operations Conference, AIAA AVIATION Forum, (AIAA 2013-4329), August 12-14, 2013, Los Angeles, available at: https://doi.org/10.2514/6.2013-4329

  7. Крутов А.А., Пигусов Е.А., Чернавских Ю.Н., Черноусов В.И. Концептуальное проектирование тяжелого транспортного самолета нового поколения // Труды МАИ. 2018. № 99. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=91810

  8. Арутюнов А.Г., Дыдышко Д.В., Ендогур А.И., Кузнецов К.В., Толмачев В.И. Перспективы развития транспортных самолетов // Труды МАИ. 2016. № 90. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=74704

  9. Ефремов А.В., Захарченко В.Ф., Овчаренко В.Н. Динамика полета. – М.: Машиностроение, 2011. – 775 с.

  10. Anderson J.D. Introduction to Flight, McGraw-Hill, New York, Fourth Edition, 2012, 925 p.

  11. Егер С.М. Проектирование самолетов. – М.: Логос, 2005. – 612 с.

  12. Ендогур А.И. Конструкция самолетов. Конструирование деталей и узлов. – М.: Изд-во МАИ, 2013. – 546 с.

  13. Войт Е.С., Ендогур А.И. Проектирование конструкций самолетов. – М.: Машиностроение, 1987. – 407 с.

  14. Краснов Н.Ф. Аэродинамика. Основы теории. Аэродинамика профиля и крыла. – М.: URSS, 2010. Ч. 1. – 496 с.

  15. Anderson J.D. Fundamentals of aerodynamics. McGraw-Hill Series in Aeronautical and Aerospace Engineering, New York, 2011, 1106 p.

  16. Гуереш Д., Попов С.А. Улучшение аэродинамики крыла пассажирского самолета с помощью законцовки треугольной формы в плане // Научный вестник МГТУ ГА. 2018. Т. 21. № 1. С. 124 – 136.

  17. Redeker G. DLR-F4 Wing Body Configuration/A Selection of Experimental Test Cases for the Validation of CFD Codes. In AGARD-AR-303. Advisory Group for Aerospace Research and Development, Neuilly-Sur-Seine, France, 1994, vol. II, pp. 1 – 24.

  18. McDonald M.A. AGARD-AR-303. Advisory Group for Aerospace Research and Development, Neuilly-Sur-Seine, France, 1994, vol. 1B, pp. 863 – 876.

  19. Nhan Nguyen, Khanh Trinh, Kevin Reynolds et al. Elastically Shaped Wing Optimization and Aircraft Concept for Improved Cruise Efficiency. NASA Report 2010, available at: https://www.nas.nasa.gov/assets/pdf/staff/Aftosmis_M_Elastically_Shaped_Wing_Optimization_and_Aircraft_Concept_for_Improved_Cruise_Efficiency.pdf

  20. Boeing 787, available at: http://www.boeing.com/commercial/787/


Скачать статью

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2000—2024

 Вход