Preview

Научный вестник МГТУ ГА

Расширенный поиск

Анализ взаимодействия воздушных винтов с планером легкого транспортного самолета

https://doi.org/10.26467/2079-0619-2021-24-5-76-88

Полный текст:

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.

Об авторе

М. Ю. Степанович
Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н. Е. Жуковского
Россия

Михайлов Юрий Степанович, кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник

г. Жуковский



Список литературы

1. Groeneweg J.F., Bober L.J. NASA advanced propeller research // NASA TM-101361, 1988. 35 p.

2. Whitlow J.B., Sievers G.K. NASA advanced turboprop research and concept validation program // NASA TM-100891, 1988. 28 p.

3. Balabuyev P. An-70 STOL aircraft characteristics at high angles of attack and take-off and landing characteristics / P. Balabuyev, O. Bogdanov, V. Kudryavtsev, V. Pustovoytov [Электронный ресурс] // 23rd International Congress of Aeronautical Sciences. ICAS, 2002. 6 p. URL: https://www.icas.org/ICAS_ARCHIVE/ICAS2002/PAPERS/P1.PDF (дата обращения: 23.07.2021).

4. Reckzeh D. Aerodynamic design of the A400M high-lift system [Электронный ресурс] // 26th Congress of the International Council of the Aeronautical Sciences. ICAS, 2008. 8 p. URL: http://www.icas.org/ICAS_ARCHIVE/ICAS2008/PAPERS/362.PDF (дата обращения: 23.07.2021).

5. Петров А.В. Аэродинамика транспортных самолетов короткого взлета и посадки с энергетическими системами увеличения подъемной силы. М.: Инновационное машиностроение, 2018. 736 с.

6. Austin R. Unmanned aircraft systems: UAVS design, development and deployment. Publisher: John Wiley & Sons Ltd, 2010. 372 p.

7. Červinka J. Simulation of propeller effect in wind tunnel / J. Červinka, R. Kulhánek, Z. Pátek, V. Kumar [Электронный ресурс] // 30th Congress of the International Council of the Aeronautical Sciences. ICAS, 2016. 6 p. URL: http://www.icas.org/ICAS_ARCHIVE/ICAS2016/data/papers/2016_0593_paper.pdf (дата обращения: 23.07.2021).

8. Petrov A.V., Stepanov Y.G., Shmakov M.V. Development of a technique and method of testing aircraft models with turboprop engine simulators in a small-scale wind tunnel – Results of tests // Acta Polytechnica. 2004. Vol. 44, no. 2. P. 27–31. DOI: 10.14311/530

9. Pope A., Barlow J.B., Rae W.H. Low-speed wind tunnel testing. 3rd ed. John Wiley & Sons Inc., 1999. 728 p.

10. Drela M., Youngren H. XFOIL 6.9 user primer [Электронный ресурс] // XFOIL Subsonic Airfoil Development System. 2011. URL: http://web.mit.edu/drela/Public/web/xfoil/ (дата обращения: 12.08.2021).

11. Raymer D. Aircraft design: A conceptual approach. 2nd ed. AIAA Education Series. American Institute of Aeronautics and Astronautics, Inc., 1992. 729 p.


Для цитирования:


Степанович М.Ю. Анализ взаимодействия воздушных винтов с планером легкого транспортного самолета. Научный вестник МГТУ ГА. 2021;24(5):76-88. https://doi.org/10.26467/2079-0619-2021-24-5-76-88

For citation:


Mikhailov Yu.S. Analysis of the propellers-airframe interaction of the light transport aircraft. Civil Aviation High Technologies. 2021;24(5):76-88. (In Russ.) https://doi.org/10.26467/2079-0619-2021-24-5-76-88

Просмотров: 81


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


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