Preview

Научный вестник МГТУ ГА

Расширенный поиск

ОСОБЕННОСТИ АЭРОДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК БЕСПИЛОТНЫХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ С КРЫЛОМ БОЛЬШОГО УДЛИНЕНИЯ

https://doi.org/10.26467/2079-0619-2018-21-1-30-39

Полный текст:

Аннотация

Основные технико-экономические качества будущего самолета закладываются на ранних стадиях проектирования. Высокая важность этих стадий объясняется необходимостью принятия более 70 % концептуальных решений по проекту, и допущенные здесь ошибки, а также разного рода неточности могут повлечь за собой большие экономические затраты при их обнаружении и исправлении уже на более поздних стадиях проработки проекта. Для снижения проектных рисков получения неконкурентоспособного самолета требуется повышение эффективности этапа предварительного проектирования в направлении увеличения точности и достоверности получаемых результатов. Отдельного внимания при этом заслуживают методы определения аэродинамических характеристик летательного аппарата.

В настоящей работе рассматривается методика расчета аэродинамических характеристик летательных аппаратов с крылом большого удлинения с учетом статической аэроупругости. Методика предназначена для начальных стадий проектирования. Учет упругих деформаций крыла при исследовании аэродинамических характеристик летательных аппаратов предлагается производить с целью повышения точности получаемых результатов и, как следствие, точности выбора облика самолета. Применение методики позволит повысить эффективность этапа предварительного проектирования самолетов. В основе методики лежит численное многодисциплинарное математическое моделирование с использованием метода дискретных вихрей и алгоритма топологической оптимизации на основе модели тела переменной плотности. Преимущественной чертой методики является использование алгоритма топологической оптимизации, что дает возможность определять упруго-прочностные характеристики полнонапряженной конструкции крыла в условиях начальных стадий проектирования, когда силовая схема еще неизвестна. На примере решения демонстрационной задачи расчета аэродинамических характеристик беспилотного летательного аппарата с крылом большого удлинения показана значимость учета упругих деформаций конструкции крыла на начальных этапах проектирования: произведена оценка и сравнение интегральных и распределенных аэродинамических характеристик крыла самолета с учетом и без учета деформаций.

Об авторах

О. Е. Лукьянов
Самарский национальный исследовательский университет им. академика С.П. Королева
Россия

Лукьянов Олег Евгеньевич - ассистент кафедры конструкции и проектирования летательных аппаратов Самарского национального исследовательского университета им. академика С.П. Королева.

Самара



А. В. Островой
АО «Центр научно-технических услуг «Динамика»
Россия

Островой Александр Владимирович – кандидат технических наук, исполнительный директор, первый заместитель генерального директора АО ЦНТУ «Динамика».

Жуковский



М. А. Мендес Сото
Самарский национальный исследовательский университет им. академика С.П. Королева
Россия

Мендес Сото Марио Альберто - студент Самарского национального исследовательского университета им. академика С.П. Королева.

Самара



Е. А. Климов
Самарский национальный исследовательский университет им. академика С.П. Королева
Россия

Климов Егор Андреевич - магистрант Самарского национального исследовательского университета им. академика С.П. Королева.

Самара



В. Г. Шахов
Самарский национальный исследовательский университет им. академика С.П. Королева
Россия

Шахов Валентин Гаврилович - кандидат технических наук, профессор, профессор кафедры конструкции и проектирования летательных аппаратов Самарского национального исследовательского университета им. академика С.П. Королева.

Самара



Список литературы

1. Wright J.R., Cooper J.E. Introduction to aircraft aeroelasticity and loads. UK: West Sussex. Second Edition. 574 p.

2. Bisplinghoff R.L., Ashley H., Halfinan R.L. Aeroelasticity. N.Y.: Dover Publications, Inc., Mineola. 880 p.

3. Учет аэродинамической аэроупругости на ранних стадиях проектирования / А.В. Болдырев, В.А. Комаров, М.Ю. Лаптева, К.Ф. Попович // Общероссийский научно-технический журнал «Полет». 2008. № 1. С. 34–39.

4. Fouto A., Gomes M.A., Suleman A. Multidisciplinary Optimization Strategies using Evolutionary Algorithms with Application to Aircraft Design // Proceedings of the 50th AIAA/ASME/ASCE/AHS/ASC Structures, Structural Dynamics, and Materials Conference, Palm Spring California: 2009.

5. Wan Z., Zang B., Du Z. Aeroelastic two-level optimization for preliminary design of wing s pp. tructures considering robust constraints // Chinese Journal of Aeronautics. 2014. Vol. 27. No. 2. 259–265.

6. Elham A., van Tooren M. Coupled adjoint aerostructural wing optimization using quasi-three-dimensional aerodynamic analysis // Journal of the International Society for Structural and Multidisciplinary Optimization. 2016. No. 54: 889. pp. 1–20. Doi: 10.1007/s00158-016-1447-9

7. Xie C., Libo W., Chao Y., Yi L. Static aeroelastic analysis of very flexible wings based on non-planar vortex lattice method // Chinese Journal of Aeronautics. 2013. Vol. 26, No. 3. pp. 514–521.

8. Murua J., Palacios R., Graham J.M. Applications of the unsteady vortex-lattice method in aircraft aeroelasticity and flight dynamics // Progress in Aerospace Sciences. Nov., 2012. Vol. 55. pp. 46–72. Doi:10.1016/j.paerosci.2012.06.001

9. Brooks T., Kennedy G., Martins J. High-fidelity Multipoint Aerostructural Optimization of a High Aspect Ratio Tow-steered Composite Wing // Proceedings of the 58th AIAA/ASCE/AHS/ASC Structures, Structural Dynamics, and Materials Conference, AIAA SciTech Forum, Texas, 2017.

10. Болдырев А.В., Комаров В.А., Лаптева М.Ю. Об оценке точности прогнозирования деформаций крыла на основе модели переменной плотности // Вестник Казанского государственного технического университета им. А.Н. Туполева. 2009. № 3. С. 13–15.

11. Болдырев А.В., Комаров В.А. Применение модели переменной плотности на ранних стадиях проектирования крыльев // Ученые записки ЦАГИ. 2011. Том XLII, № 1. С. 94–104.

12. Программа расчета аэродинамических характеристик крыла методом дискретных вихрей "DMVWing". Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2017618598 от 04.08.2017.


Для цитирования:


Лукьянов О.Е., Островой А.В., Мендес Сото М.А., Климов Е.А., Шахов В.Г. ОСОБЕННОСТИ АЭРОДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК БЕСПИЛОТНЫХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ С КРЫЛОМ БОЛЬШОГО УДЛИНЕНИЯ. Научный вестник МГТУ ГА. 2018;21(1):30-39. https://doi.org/10.26467/2079-0619-2018-21-1-30-39

For citation:


Lukyanov O.Е., Ostrovoy A.V., Mensez Soto M.A., Klimov Y.A., Shakhov V.G. SPECIAL CHARACTERISTICS OF AERODYNAMIC PROPERTIES OF UNMANNED AIRCRAFT WITH THE HIGH-ASPECT-RATIO WING. Civil Aviation High TECHNOLOGIES. 2018;21(1):30-39. (In Russ.) https://doi.org/10.26467/2079-0619-2018-21-1-30-39

Просмотров: 264


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2079-0619 (Print)
ISSN 2542-0119 (Online)