Анализ взаимодействия воздушных винтов с планером легкого транспортного самолета

Аннотация

В проектировании многодвигательных самолетов одной из важных тем является взаимодействие между воздушными винтами и элементами компоновки планера, особенно на режимах взлета и ухода на второй круг. Современные концепции винтовых самолетов в тянущей конфигурации характеризуются высокой дисковой нагрузкой и повышенным числом лопастей винта, используемых для увеличения крейсерской скорости и снижения чрезмерного шума. Первой проблемой, возникающей из-за высокой дисковой нагрузки, является прямое влияние сил на работающих винтах (тяга, нормальная сила) на устойчивость самолета, особенно на углах атаки, отличных от нулевого значения. Второй – высокоэнергетический уровень спутной струи винтов, оказывающий существенное косвенное влияние на аэродинамику, устойчивость и управляемость самолета. Это влияние связано прежде всего с взаимодействием спутной струи с другими элементами компоновки самолета. Сложность учета взаимной интерференции струй с крылом и другими элементами планера обусловило применение экспериментальных методов исследования проблем взаимодействия винтов и планера при разработке компоновок винтовых самолетов. Эта статья представляет анализ результатов экспериментальных исследований взаимодействия между работающими воздушными винтами и планером легкого двухдвигательного транспортного самолета. Аэродинамическая компоновка самолета выполнена по классической схеме с высокорасположенным крылом и палубным вариантом хвостового оперения. Механизация крыла представляет собой двухщелевой отклоняемый закрылок с фиксированным дефлектором. Трубные испытания модели в крейсерской, взлетной и посадочной конфигурациях проведены в малоскоростной трубе Т-102 ЦАГИ. Измерение сил и моментов, действующих на модель, выполнено шестикомпонентными внешними весами, измерение силы и моментов, действующих на воздушный винт, – тензовесами, установленными внутри мотогондол имитаторов силовой установки. Одновременное использование комбинации внешних и внутренних весов позволило определить прямой и косвенный вклад работающих воздушных винтов в продольные аэродинамические характеристики модели при изменении коэффициента нагрузки В в диапазоне от 0 до 2.