младший научный сотрудник,
г. Жуковский
Junior Research Fellow,
Zhukovsky
инженер,
г. Жуковский
Engineer,
Zhukovsky
инженер,
г. Жуковский
Engineer,
Zhukovsky
В работе представлен начальный этап отработки аэродинамической компоновки корпуса перспективного среднего вертолета. Основной целью работы является создание модели фюзеляжа и минимизация его лобового сопротивления.На первом этапе работы были проанализированы экспериментальные данные, полученные в ЦАГИ и других научных центрах. Были учтены особенности обтекания отдельных частей фюзеляжа, полученные в ходе экспериментальных исследований. Описаны зависимости лобового сопротивления компонент фюзеляжа, таких как носовая часть, обтекатели выхлопных труб вертолета, спонсоны и хвостовая часть фюзеляжа, от их формы.На втором этапе работы была создана геометрия фюзеляжа в программе SolidWorks. При проектировании были учтены все особенности обтекания различных компонент фюзеляжа, полученные из экспериментальных данных.На третьем этапе был проведен расчет аэродинамических характеристик разрабатываемой модели фюзеляжа. Расчеты проводились в программе ANSYS CFX (Лицензия ЦАГИ № 501024). Граничные условия были вы-браны таким образом, чтобы соответствовать нормальным атмосферным условиям на высоте 1000 метров при по-лете со скоростью V = 85 м/с. Также был проведен расчет с учетом выхода горячей струи из двигателей. Целью данного расчета был поиск оптимального угла наклона выхлопных труб двигателя, чтобы горячая струя не попадала на хвостовую балку и стабилизатор и создавала максимальную пропульсивную силу. Для проведения расчетов была построена неструктурированная расчетная сетка с числом ячеек :: 13 млн.Анализ показал, что данный фюзеляж имеет на 20 % меньшее лобовое сопротивление на режиме крейсерского полета (аф = -4°) по сравнению с исходной моделью. На режиме крейсерского полета горячие струи не попадают на хвостовую балку и стабилизаторы, таким образом, они защищены от перегрева.
This paper presents the initial stage of work out of the helicopter body aerodynamic configuration. The main purpose of this work is to design the model of the fuselage and to minimize its drag.The analysis of experimental data obtained in TsAGI and other research centers was made at the first stage of the work. All features of flow around parts of the fuselage obtained from experimental data were taken into account. The dependencies of the fuselage component drag, such as the bow, fairings exhaust pipes of helicopter, sponsons, and tail sectionof the fuselage, on their form are described in this article.At the second stage the fuselage geometry was created in program SolidWorks. All the features of the flow around various fuselage components derived from the experimental data were considered in designing.The third stage is calculating of fuselage model aerodynamic characteristics. The calculations were made in the program ANSYS CFX (TsAGI License №501024). Boundary conditions were chosen so as to correspond to normal atmospheric conditions at 1,000 meters with velocity of flight is V = 85 m/s. The output of the hot jet from engines is takinginto account in computation. The purpose of this calculation is to find the optimal angle of the engine exhaust pipe whenthe hot spray does not intersect with the tail and stabilizer and creates the maximum of propulsive force. The volume of the grid in computational domain is approximately 13 million cells.Data analysis has shown that the fuselage has a 20% less drag at cruising flight (аf = -4 °) compared to the original model. The hot jets do not intersect with the tail and stabilizers at cruising flight so the fuselage is protected from overheating.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.