LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Транспорт → Аеродинамічні характеристики несучих систем літальних апаратів з співосними гвинтовими рушіями

Київський міжнародний університет цивільної авіації


УДК 533.662


Українець Євген Олександрович


Аеродинамічні характеристики несучих систем літальних апаратів з

співосними гвинтовими рушіями


Спеціальність 05.07.01 Аеродинаміка та газодинаміка літальних апаратів.


Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук





Київ - 1999 р.



Дисертація є рукописом


Робота виконана в Харківському інституті льотчиків ВПС України



Науковий керівник: кандидат технічних наук Миргород Ю.І.,

начальник кафедри аеродинаміки та динаміки польоту

Харківського інституту льотчиків ВПС України


Офіційні опоненти: доктор технічних наук, Єрошин В.Ф.,

Голова наукової ради АНТК ім. О.К. Антонова


кандидат технічних наук Шквар Є.О.

доцент кафедри вищої математики Київського міжнародного університету цивільної авіації



Провідна установа: Харківський державний аерокосмічний університет (ХАІ)


Захист дисертації відбудеться "22" "квітня" 1999 року о 14.30 на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.062.05 у Київському міжнародному університеті цивільної авіації за адресою:

252058, Київ-58, Проспект Космонавта Комарова 1, КМУЦА, корпус 9, ауд. 9.308

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці університету.


Автореферат розісланий "19" "березня" 1999 р.



Вчений секретар спеціалізованої вченої ради Д 26.062.05

кандидат технічних наук, доцент А.Г. Баскакова



ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ


Актуальність теми

Висока ефективність гвинтових рушіїв на малих швидкостях польоту зумовлює їх широке застосування в сучасній авіації. Повітряний гвинт залишається серйозним конкурентом реактивним рушіям, завойовуючи області все більших швидкостей. Проте, аеродинаміка гвинтового рушія, його вплив на аеродинамічні характеристики несучих систем, вивчені недостатньо повно.

Підбір гвинтового рушія до літального апарату завжди компроміс, спроба задовольнити суперечливим вимогам достатньої тяги і високого коефіцієнта корисної дії при обмеженні геометричних розмірів. Традиційно ця проблема вирішується збільшенням числа лопатей гвинтового рушія, або збільшенням кількості самих гвинтових рушіїв. Особливо ефективним виявляється застосування співосних гвинтових рушіїв протилежного обертання, здатних без втрати коефіцієнта корисної дії і збільшення діаметра зняти з двигуна істотно більшу, при однорядному гвинтовому рушії, потужність. Крім того, обдув співосними гвинтовими рушіями більш сприятливо відбивається на аеродинамічних характеристиках несучих систем, ніж обдув однорядними гвинтовими рушіями, і це питання вимагає подальшого дослідження.

В нинішній час аеродинамічні характеристики несучих систем літальних апаратів з урахуванням роботи гвинтових рушіїв одержують або в натурному експерименті, або шляхом продувок в аеродинамічній трубі геометрично подібних моделей гвинтових рушіїв, або за полуемпіричними залежностями. З іншого боку, рівень розвитку аеродинаміки і обчислювальної техніки дозволяють отримати ці характеристики з достатньою для практичної мети точністю.

Одержання аеродинамічних характеристик несучих систем літальних апаратів з гвинтовими рушіями в льотному експерименті пов'язане з певним ризиком, великими матеріальними витратами і календарними термінами. Трубний експеримент із-за неможливості погодження всіх критеріїв подібності ускладнений і також пов'язаний з високими витратами. Розробка і впровадження в практику проектування розрахункової методики одержання подібних аеродинамічних характеристик дозволить зменшити частку експерименту при проектуванні і доводці літальних апаратів, провести широкі параметричні дослідження по вибору раціональних геометричних і кінематичних параметрів несучих систем і, завдяки цьому, скоротити календарні та матеріальні витрати.


Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами

Тема дисертаційної роботи відповідає науковому напрямку кафедри "Аеродинаміки та динаміки польоту літальних апаратів" факультету загальної авіаційної підготовки Харківського інституту льотчиків та комплексній програмі АНТК "Антонов" досліджень впливу роботи гвинтових рушіїв на аеродинамічні характеристики крила і оперення.



Мета роботи

Метою роботи є розробка методики розрахунку аеродинамічних характеристик несучих систем літальних апаратів з співосними гвинтовими рушіями на основі чисельного моделювання на ЕОМ.


Задачі дослідження

Для досягнення мети вирішені наступні основні задачі:

- розроблена математична модель обтікання потоком газу несучої системи літального апарата з співосними гвинтовими рушіями;

- на базі розробленої математичної моделі створена робоча програма розрахунку;

- проведені методичні дослідження по вибору раціональних параметрів дискретизації;

- обгрунтована вірогідність розробленої методики зіставленням результатів моделювання на ЕОМ обтікання широкого класу об'єктів з експериментальними даними і результатами розрахунків інших авторів;

- проведені дослідження впливу геометричних і кінематичних параметрів гвинтових рушіїв на їхні аеродинамічні характеристики, поля швидкостей навколо комбінації "гвинтовий рушій - мотогондола", аеродинамічні характеристики крила та оперення;

- проведені дослідження ефективності мір по зменшенню впливу струменів від гвинтових рушіїв на аеродинамічні характеристики оперення.


Наукова новизна

Наукова новизна роботи полягає в наступному:

- розроблена методика розрахунку аеродинамічних характеристик несучих систем літальних апаратів з співосними гвинтовими рушіями;

- розроблена методика розрахунку серійних діаграм гвинтових рушіїв;

- розроблена методика розрахунку аеродинамічних характеристик комбінацій типу "гвинтовий рушій - мотогондола";

- проведено дослідження впливу обдува струменями від гвинтових рушіїв на аеродинамічні характеристики крила і оперення, визначено характерні відзнаки аеродинамічних характеристик несучих систем з співосними гвинтовими рушіями від аеродинамічних характеристик несучих систем з однорядними гвинтовими рушіями;

- проведено чисельні дослідження поля течії газу в районі оперення транспортних літаків, встановлено залежності моментних характеристик несучих систем від геометричних та кінематичних параметрів гвинтових рушіїв, крила, оперення.

Практична значимість роботи

Створено програму розрахунку розподілених і сумарних аеродинамічних характеристик складних комбінацій з співосними і однорядними гвинтовими рушіями, в тому числі за наявності поверхні розділу і кута ковзання.

Вироблено рекомендації по раціональному вибору параметрів дискретизації.

Досліджено вплив роботи гвинтових рушіїв на поле швидкостей в районі оперення транспортних літаків. Вироблено рекомендації по вибору раціональних геометричних параметрів горизонтального оперення за умови мінімального впливу зміненні режиму роботи