ВЫБОР КОНСТРУКЦИОННОГО МАТЕРИАЛА И ВНЕШНЕЙ ГЕОМЕТРИИ ГАЗОВОГО РУЛЯ СИСТЕМЫ СКЛОНЕНИЯ БЕСПИЛОТНОГО ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА

Рассмотрены проблемы выбора материала и внешней геометрии газовых рулей системы склонения беспилотного летательного аппарата. При выборе материала основным критерием является количество уносимого материала с поверхности газового руля в единицу времени. Следует выбрать материал таким образом, чтобы при воздействии газовой струи на руль он не выгорал сразу, а обеспечивал свою работоспособность в течение всего времени, отведенного на его работу. Основные потери материала происходят на передней кромке газового руля. С целью уменьшения этого вредного эффекта выбирают термоэрозионностойкий материал (графит, молибден и др.).

На выбор геометрических параметров газового руля влияют характеристики газового потока, обтекающего руль. Получение при этом достоверных результатов затрудняется неравномерностью газового потока из сопла, наличием в нем несгоревших частиц топлива, затупленным профилем руля, влиянием на его обтекание боковых кромок и интерференции со стенками сопла. Конфигурация руля выбирается таким образом, чтобы обеспечить требуемое значение управляющей силы в конце работы руля с учетом ожидаемого выгорания передней кромки. Окончательное же решение по выбору параметров газового руля принимается на основе анализа большого количества модельных и натурных испытаний рулей-аналогов.

Предложена методика выбора конструкционного материала и внешней геометрии газового руля системы склонения беспилотного летательного аппарата. Методика базируется на соотношениях, полученных на основании обработки экспериментальных данных воздействия газовых струй на рули, выполненные из разных конструкционных материалов. Приведен пример решения задачи выбора конструкционного материала и внешней геометрии газового руля.

1. Беспилотные летательные аппараты. Основы устройства и функционирования / П.П. Афанасьев, И.С. Голубев, С.Б. Левочкин, В.Н. Новиков, С.Г. Парафесь, М.Д. Пестов, И.К. Туркин; под ред. И.С. Голубева и И.К. Туркина. М.: МАИ, 2010. 654 с.

2. Проектирование зенитных управляемых ракет / И.И. Архангельский, П.П. Афанасьев, Е.Г. Болотов, И.С. Голубев, С.Б. Левочкин, А.М. Матвеенко, В.Я. Мизрохи, В.Н. Новиков, С.Н. Остапенко, В.Г. Светлов; под ред. И.С. Голубева, В.Г. Светлова. М.: Экслибрис-Пресс, 2013. 764 с.

3. Петраш В.Я., Коваленко А.И. Расчет параметров и характеристик летательных аппаратов с устройствами газодинамического управления. М.: Изд-во МАИ, 2003. 93 с.

4. Мизрохи В. Я. Проектирование управления зенитных ракет. М.: Экслибрис-Пресс, 2010. 252 с.

5. Тимаров А.Г., Ефремов А.Н., Бульбович Р.В. Численное моделирование влияния уноса газовых рулей на управляющие усилия // Вестник Концерна ВКО «Алмаз-Антей». 2016. № 3. С. 47–51.

6. Дунаев В.А., Никитин В.А., Столбовской В.Н. Исследование влияния формы газового руля на величину потерь тяги в процессе работы РДТТ методом математического моделирования // Известия ТГУ. Технические науки. 2011. Вып. 2. С. 68–74.

7. Столбовской В.Н. Исследование влияния конструктивных параметров газового руля РДТТ и угла его поворота на потери тяги и управляющие усилия // Известия ТГУ. Технические науки. 2011. Вып. 2. С. 75–81.

8. Springer G.S., Yang C.I. A Model for the Rain Erosion of Fiber Reinforced Composites // AIAA Journal. 1975. No. 13. pp. 887–883.

9. Chen Q. Comparison of different k-ε models for indoor air flow computations // Numerical Heat Transfer. 1995. Part B. Vol. 28. pp. 353–369.

10. Yogesh M., Hari Rao A.N. Solid Particle Erosion response of fiber and particulate filled polymer based hybrid composites: A review // Journal of Engineering Research and Applications. Vol. 6, Issue 1 (Part 4). January 2016, pp. 25–39.

11. Парафесь С.Г., Виндекер А.В. Выбор материала и геометрических параметров газового руля системы склонения беспилотного летательного аппарата // Гражданская авиация на современном этапе развития науки, техники и общества: сб. тезисов докладов участников МНТК, посвященной 45-летию Университета. 18–20 мая 2016 года. М.: МГТУ ГА, 2016. С. 91.

12. Виндекер А.В., Парафесь С.Г. Выбор конструкционного материала и формы газового руля системы склонения беспилотного летательного аппарата // 15-я Международная конференция «Авиация и космонавтика – 2016». 14–18 ноября 2016 года. Москва. Тезисы. М.: Типография «Люксор», 2016. С. 98–99.