Овчинников Валерий Валерьевич, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой «основы физики» (СУНЦ-2)
г. Москва
Valery V. Ovchinnikov, Doctor of Technical Sciences, Professor, Head of the Fundamentals of Physics Chair (Specialized Educational and Scientific Center-2)
Moscow
Петров Юрий Владимирович, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой технической механики и инженерной графики
г. Москва
Yury V. Petrov, Doctor of Technical Sciences, Professor, Head of the Engineering Mechanics and Engineering Graphics Chair
Moscow
Ганиев Шамиль Фангалиевич, кандидат технических наук, доцент кафедры безопасности полетов и жизнедеятельности
г. Москва
Shamil F. Ganiev, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor of the Chair of Flight and Life Safety
Moscow
Двухоболочковые планирующие парашюты (ДПП) находят широкое практическое применение, в том числе для решения задач грузоперевозки. Данный парашют является мягким крылом, форма которого поддерживается набегающим потоком воздуха. С точки зрения расчета и анализа аэродинамических характеристик в процессе эксплуатации ДПП является сложнейшей аэроупругой системой. Вычисление аэродинамических характеристик такой системы возможно только с привлечением методов нелинейной аэродинамики и нелинейной теории упругости. В данной работе исследуются аэродинамические характеристики установившихся геометрических форм различных планирующих парашютов с учетом их арочности как по хорде, так и по размаху. При этом объемный профиль парашюта моделируется его срединной поверхностью. Проведенные авторами исследования показали, что такая аэроупругая модель ДПП позволяет получать результаты, правильно отражающие качественные эффекты отрывного и безотрывного обтекания. Для решения задачи об обтекании планирующего парашюта потоком воздуха с учетом его арочности используется метод дискретных вихрей с замкнутыми рамками, который позволяет вычислять аэродинамические характеристики парашютов в широком диапазоне углов атаки, а также имеется возможность моделирования отрыва потока. Рассматривается обтекание срединной поверхности установившейся формы двухоболочкового планирующего парашюта потоком идеальной несжимаемой жидкости. Проницаемость ткани парашюта не учитывается, так как верхнее и нижнее полотнища ДПП выполняются либо из слабо проницаемой, либо из непроницаемой ткани. При отрывном обтекании аэродинамические коэффициенты определяются путем усреднения по времени после расчета до его больших значений. Приводятся результаты расчетов аэродинамических характеристик ДПП при различном значении его арочности как при безотрывном обтекании, так и при наличии отрывов. Получены расчетные коэффициенты, позволяющие учесть влияние арочности парашюта на его аэродинамические характеристики. Предлагаемая методика может использоваться для оперативных оценок аэродинамических сил на этапе проектирования и при планировании трубного эксперимента.
Double-membrane gliding parachutes (DGP) obtain their wide variety of application, including the solution of cargo transportation problems. This parachute is a flexible canopy, which shape is maintained by ram air. In terms of the aerodynamic performance calculation and analysis when operating, DGP is the most complex aero elastic system. The computation of DPG aerodynamic performance is only possible, utilizing the methods of nonlinear aerodynamics and the nonlinear theory of elasticity methods.
This paper investigates the aerodynamic characteristics of stable geometric shapes for various gliding parachutes, taking into account their dome shape both chord-wise and span-wise. Notably, the volumetric parachute profile is modeled by its median surface. The research, conducted by the authors, showed that such an aero elastic model of DGP allows you to obtain results that reflect correctly the qualitative effects of detached and free streamline flow. To solve the problem about the airflow over a gliding parachute, considering its canopy curvature, the method of discrete vortices with closed frames is employed, which allows you to calculate the paragliding wing aerodynamic performance within a wide range of angles of attack. There is also a possibility of flow separation simulation. The ideal incompressible liquid flow over the median surface of a stable shape for a double-membrane gliding parachute is regarded. The parachute fabric porosity is not analyzed, since the upper and lower DGP panels are made of either the low permeable or non-porous fabric. In the separated flow past, the aerodynamic coefficients are identified by time averaging to its large values after computing. The DGP aerodynamic performance computation results are given at a different value of its dome shape, as in the free streamline flow as in the flow separation. The computed coefficients, that allow us to consider the influence of canopy dome shape on its aerodynamic characteristics, are obtained. The proposed technique can be used for operational estimates of aerodynamic forces while designing and planning a pipe experiment.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.