Асовский Валерий Павлович - доктор технических наук, ученый секретарь Научно-производственной компании «ПАНХ».
Краснодар
Valerii P. Asovskii - Doctor of Technical Sciences, Scientific Secretary of PANH Helicopters.
Krasnodar
Кузьменко Алла Сергеевна - аспирант, ассистент кафедры летательных аппаратов Южного федерального университета.
Таганрог
Alla S. Kuzmenko - Post-Graduate Student, Assistant of the Chair of Aircraft, Southern Federal University.
Taganrog
Одним из наиболее динамичных направлений развития гражданской авиации последних лет является внедрение беспилотных летательных аппаратов. Основной областью их применения является выполнение различных видов авиационных работ. Для большинства авиационных работ характерны небольшие удаления летящих беспилотных аппаратов от людей, животных, растений и объектов инфраструктуры, в связи с чем актуален вопрос о влиянии индуктивных скоростей данных аппаратов на эти объекты и отдельные процессы авиационных работ. В статье рассмотрены вопросы оценки формирования вихревого следа и описания поля индуктивных скоростей в зоне полетов легких беспилотных мультикоптеров, которые имеют наибольшее распространение и перспективы для выполнения основных авиационных работ. Исследования проводились методом числового эксперимента с использованием разработанного в среде Delphi программного пакета. Сформированный пакет обеспечивает на основании заданных параметров мультикоптера, условий и режимов его полета моделирование процесса формирования вихревого следа аппарата как совокупности взаимовлияющих П-образных комбинаций вихрей несущих винтов мультикоптера, графическую визуализацию вихревого следа, расчеты по данным следа индуктивных скоростей в зоне пролета мультикоптера с построением соответствующих векторных диаграмм, а также решение ряда сопряженных задач. В статье представлены полученные с применением пакета для принятых условий и режимов полета графические данные по пространственной конфигурации вихревого следа и распределению его индуктивных скоростей в поперечных разноудаленных от мультикоптера плоскостях на примере легкого гексакоптера типа Odonata agro, для которого близость экспериментальных и расчетных, полученных с использованием пакета, данных осаждения капель при авиаопрыскивании косвенно подтверждает адекватность пакета, а также сравнительные конфигурации вихревого следа сопоставимых по полетной массе и нагрузке на несущие винты квадрокоптеров и октакоптеров. По расчетным данным в работе сформулированы отдельные общие закономерности и особенности формирования и конфигурации вихревого следа и распределений индуктивных скоростей в зоне полетов легких беспилотных мультикоптеров. Результаты статьи могут быть использованы при оценке параметров и влияния вихревого следа легких беспилотных летательных аппаратов вертолетного типа на окружающие объекты и отработке рациональных конструктивных решений и режимов полета мультикоптеров при выполнении авиационных работ.
The introduction of unmanned aerial vehicles is one of the most dynamic areas of civil aviation development over the last years. The main field of their application is the performance of different aerial works. The most part of the aerial works is characterized by a small distance of flying unmanned vehicles from humans, animals, plants and infrastructure. Thus the influence of inductive velocities of these vehicles on the objects and some processes of aerial works is the topical issue. The article considers the problems of evaluation of vortex trace formation and description of inductive velocities field within the flying area of light unmanned multicopters which are the most popular and promising for the performance of the basic aerial works. The studies have been conducted by a numerical experiment using the software package developed in Delphi. On the bases of the defined multicopter parameters, conditions and flight modes created package provides simulation of the vortex trace formation of multicopter as a set of the mutually influencing П-shaped vortices of the multicopter rotors, graphic visualization of the vortex trace and calculations according to the inductive velocities in the flight area with the construction of the vector diagrams as well as some related problems. The article presents the graphic data on the spatial configuration of vortex trace and distribution of inductive velocities in the transverse planes which are unequally distant from the multicopter; for example, light hexacopter "Odonata agro", for which the proximity of experimental and calculation data of drops sedimentation at aerial spraying, received with the use of the package, confirms indirectly the package adequacy as well as configurations of vortex trace which are comparable in flight weight and load upon rotors of quadcopters and octocopters. According to the calculated data the general regularities and features of the vortex trace formation and configuration, distributions of the inductive velocities within the flying area of the light multicopters are formulated in this paper. The results can be used at the evaluation of the parameters and the vortex trace influence of light unmanned aerial vehicles on the surrounding objects and optimization of rational structural designs and multiсopter flight modes while performing aerial works.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.