Оценка взлетной массы боевого вертолета с заданными летно-техническими характеристиками на основе уравнения существования

Благодаря эффективному использованию результатов научно-технического прогресса Вооруженные силы Российской Федерации постоянно оснащаются новыми комплексами вооружения, что в полной мере относится и к авиации. На вооружение Воздушно-космических сил поступают современные боевые (ударные) вертолеты, эффективность применения которых в значительной степени определяется их летно-техническими характеристиками и эксплуатационными свойствами. Специфичность ударных задач, возможность эксплуатации с площадок, необходимость действий на предельно малых высотах и в условиях сильного противодействия средств противовоздушной обороны противника в быстро меняющейся обстановке предъявляют уникальные требования к летно-техническим характеристикам современных боевых вертолетов. Соответствующие летно-технические характеристики боевых вертолетов обеспечиваются особенностями их конструкции и компоновкой. Связать летно-технические характеристики вертолета с его техническими параметрами и взлетной массой позволяет уравнение существования. В работе предложена методика приближенного определения нормальной взлетной массы современного боевого вертолета на основе уравнения существования. Методика основана на выражениях, связывающих относительные массы частей вертолета с его летно-техническими характеристиками и техническими параметрами. Данные выражения получены на основе обобщения материала существующих источников и их актуализации к весовому расчету летательных аппаратов с летно-техническими характеристиками и техническими параметрами, соответствующими современным боевым вертолетам. На основе предложенной методики разработана программа для персонального компьютера, с помощью которой определена нормальная взлетная масса и проведен весовой анализ частей вертолета, стоящего на вооружении. Полученные результаты удовлетворительно согласуются с данными прототипа. Разработанные методика и программа могут быть использованы в исследованиях по обоснованию тактико-технических и эксплуатационных требований к современным боевым вертолетам, а также при выборе направлений модернизации и анализе взаимозависимости тактических, эксплуатационных и технических свойств боевых (транспортно-боевых) вертолетов, стоящих на вооружении.

1. Болховитинов О.В., Вольнов И.И., Захарченко В.С. и др. Конструкция и прочность летательных аппаратов / Под ред. О.В. Болховитинова. М.: ВВИА им. проф. Н.Е. Жуковского, 2004. 678 с.

2. Скопец Г.М. Внешнее проектирование авиационных комплексов: методологические аспекты. М.: ЛЕНАНД, 2021. 344 с.

3. Артамонов Б.Л., Заграничнов А.С., Лисовинов А.В. Тяжелый вертолет для арктической транспортной системы // Вестник Московского авиационного института. 2021. Т. 28, № 2. С. 52–68. DOI: 10.34759/vst-2021-2-52-68

4. Мышкин Л.В. Прогнозирование развития авиационной техники: теория и практика. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2006. 304 с.

5. Платунов В.С. Методология системных военно-научных исследований авиационных комплексов. М.: Дельта, 2005. 344 с.

6. Мясников М.И., Ильин И.Р. Математическая модель для расчета летно-технических характеристик электрических винтокрылых летательных аппаратов для целей городской аэромобильности // Научный Вестник МГТУ ГА. 2023. Т. 26, № 4. С. 93–111. DOI: 10.26467/2079-0619-2023-26-4-93-111

7. Лукьянов О.Е., Золотов Д.В. Методологическое обеспечение подготовки проектантов и операторов беспилотных летательных аппаратов // Вестник Самарского университета. Аэрокосмическая техника, технологии и машиностроение. 2021. Т. 20, № 1. С. 14–28. DOI: 10.18287/2541-7533-2021-20-1-14-28

8. Schwinn D. Structural sizing of a rotorcraft fuselage using an integrated design approach / D. Schwinn, P. Weiand, M. Schmid, M. Buchwald [Электронный ресурс] // Proceedings of the 31st Congress of the International Council of the Aeronautical Sciences, Brazil, Belo Horizonte, 09–14 September 2018. 14 p. URL: https://www.icas.org/ICAS_ARCHIVE/ICAS2018/data/papers/ICAS2018_0082_paper.pdf (дата обращения: 13.08.2024).

9. Павлов С.Н. Проектирование вертолётов. М.: ВВИА им. проф. Н.Е. Жуковского, 1997. 140 с.

10. Акимов А.И., Берестов Л.М., Михеев Р.А. Летные испытания вертолетов. М.: Машиностроение, 1980. 400 с.

11. Браверман А.С., Вайнтруб А.П. Динамика вертолета. Предельные режимы полета. М.: Машиностроение, 1988. 278 с.

12. Ромасевич В.Ф., Самойлов Г.А. Практическая аэродинамика вертолетов. М.: Воениздат, 1980. 384 с.

13. Тищенко М.Н., Некрасов А.В., Радин А.С. Вертолеты. Выбор параметров при проектировании. М.: Машиностроение, 1976. 368 с.

14. Жустрин Г.К., Кронштадтов В.В. Весовые характеристики вертолета и их предварительный расчет. М.: Машиностроение, 1978. 112 с.

15. Кривцов В.С., Карпов Я.С., Лосев Л.И. Проектирование вертолетов. Харьков: Национальный аэрокосмический университет «Харьковский авиационный институт», 2003. 344 с.

16. Володко А.М., Литвинов А.Л. Основы конструкции и технической эксплуатации одновинтовых вертолетов. М.: Военное издательство, 1986. 110 с.

17. Вильдбруге Л.С. Вертолеты. Расчет интегральных аэродинамических характеристик и летно-технических данных. М.: Машиностроение, 1997. 152 с.

18. Тищенко М.Н. Выбор параметров вертолета на начальной стадии проектирования. М.: Изд-во МАИ-ПРИНТ, 2011. 124 с.

19. Ece R., Ozturk F., Çobanoğlu M. Recent advancements in thermoplastic composite materials in aerospace industry [Электронный ресурс] // Journal of Thermoplastic Composite Materials. 2023. Vol. 37, iss. 9. 33 p. DOI: 10.1177/08927057231222820 (дата обращения: 13.08.2024).

20. Чуприков И.В., Попов С.А., Тарасов А.Л. Особенности математической модели динамики движения боевого вертолета по земле при выполнении руления [Электрон-ный ресурс] // Воздушно-космические силы. Теория и практика. 2021. № 17. C. 150–160. URL: https://vva.mil.ru/upload/site21/JnYFu0Svmu.pdf (дата обращения: 13.08.2024).

21. Kocjan J., Kachel S., Rogólski R. Helicopter main rotor blade parametric design for a preliminary aerodynamic analysis supported by CFD or panel method [Электронный ресурс] // Materials. 2022. Vol. 15, iss. 12. ID: 4275. DOI: 10.3390/ma15124275 (дата обращения: 13.08.2024).

22. Тарасов А.Л. Численное исследование особенностей обтекания вертолетных профилей в эксплуатационном диапазоне изменения углов атаки и чисел Маха // Труды МАИ. 2023. № 131. ID: 13. DOI: 10.34759/trd-2023-131-13