LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Транспорт → Аеродинамічні характеристики несучого гвинта на критичних режимах обтікання

Національний аерокосмічний університет імені М.Є.Жуковського
"Харківський авіаційний інститут"










БЕРДОЧНИК ВАДИМ АНАТОЛІЙОВИЧ




УДК 629.735.45




АЕРОДИНАМІЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ НЕСУЧОГО ГВИНТА

НА КРИТИЧНИХ РЕЖИМАХ ОБТІКАННЯ






Спеціальність: 05.07.01 -
Аеродинаміка і газодинаміка літальних апаратів




АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук









Харків - 2005


Дисертацією є рукопис.


Робота виконана на кафедрі аеродинаміки і динаміки польоту інженерно-авіаційного факультету Харківського університету Повітряних Сил Міністерства оборони України.


Науковий керівник:

кандидат технічних наук, доцент
Миргород Юрій Іванович,
Харківський університет Повітряних Сил, начальник кафедри.

Офіційні опоненти:

доктор технічних наук, старший науковий співробітник
Єршов Сергій Володимирович,
Інститут проблем машинобудування ім. А.М.Підгорного НАН України, провідний науковий співробітник.


кандидат технічних наук
Харченко Ігор Михайлович,
Об'єднаний науково-дослідний інститут Збройних Сил України,
заступник начальника науково-дослідного управління

Провідна установа:

Національний авіаційний університет
Міністерства освіти і науки України



Захист дисертації відбудеться " 11 " березня 2005 року о 13 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 64.062.02 у Національному аерокосмічному університеті ім. М.Є.Жуковського "ХАІ" за адресою:

61070, м. Харків, вул. Чкалова, 17, ауд. № 307 головного корпусу

З дисертацією можна ознайомитись в бібліотеці Національного аерокосмічного університету ім. М.Є.Жуковського "ХАІ".



Автореферат розіслано " 02 " лютого 2005 року.


Вчений секретар спеціалізованої вченої ради

д.т.н., професор Ю.О.Крашаниця


ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Розробка нових та вдосконалення існуючих розрахункових методів визначення аеродинамічних характеристик несучого гвинта (НГ) у широкому діапазоні режимів його обтікання дає можливість значно зменшити кількість коштовних та тривалих експериментальних робіт та льотних випробувань на стадії проведення дослідно-конструкторських робіт, що пов'язані з визначенням раціональних геометричних, кінематичних та динамічних параметрів несучих гвинтів вертольотів, що розробляються. Особливе значення має прогнозування несучої спроможності НГ на так званих граничних, чи критичних режимах, що характеризуються розвитком відривних явищ при обтіканні окремих перерізів лопатей, значним зростанням споживної потужності та опору руху внаслідок прояву стисливості повітря. Саме ці режими визначають границю діапазону швидкостей і висот усталеного горизонтального польоту вертольота, вносять обмеження на виконання багатьох маневрів.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота виконана на кафедрі аеродинаміки і динаміки польоту інженерно-авіаційного факультету Харківського університету Повітряних Сил відповідно до:

напрямків наукових досліджень університету, теми № 48301 / ХІ ВПС - "Підвищення бойової та транспортної ефективності сучасних та перспективних літальних апаратів" шифр "Модель-202";

угод із ДКБ "Вертоліт" А1118/04-Д, №988, 989, 990, 991 / 04 – ВАТ "Мотор-Січ", госпдоговірної теми "Льотно-технічні характеристики модифікованого вертольота Мі-2" шифр "Діапазон".

Об'єктом дослідження даної роботи є процес взаємодії несучого гвинта з повітрям, що його обтікає.

Предметом дослідження є аеродинамічні характеристики несучого гвинта в широкому діапазоні умов його обтікання, що включають критичні режими.

Метою роботи є створення розрахункового методу визначення аеродинамічних характеристик несучого гвинта в широкому діапазоні режимів його обтікання, включаючи критичні.

Задачі дослідження, що розв'язані в ході роботи:

– удосконалено чисельний метод визначення сумарних і розподілених аеродинамічних характеристик НГ із шарнірним (пружним) кріпленням лопатей для застосування його при дослідженнях критичних режимів обтікання;

– обґрунтовано працездатність та межі використання запропонованого методу;

– проведено методичні дослідження з вибору раціональних параметрів чисельної моделі;

– підтверджено достовірність отримуваних результатів;

– досліджено окремі критичні режими обтікання несучого гвинта.

Метод дослідження. Як інструмент дослідження в даній роботі був обраний метод математичного моделювання процесу взаємодії несучого гвинта із середовищем. Абстрактна модель побудована на поєднанні положень вихрової лопатевої теорії гвинта в нелінійній нестаціонарній постановці для ідеального середовища та теорії елемента лопаті.

Наукова новизна отриманих результатів:

1. Удосконалено чисельний метод визначення аеродинамічних характеристик НГ, побудований на основі нелінійної нестаціонарної вихрової лопатевої теорії. Доопрацювання торкнулися таких положень:

  • уведено модель локального за часом і простором зриву з передньої кромки окремих перерізів лопатей;

  • отримано можливість урахування нелінійних за кутом атаки та числом Маха аеродинамічних характеристик профілів лопаті;

2. Розроблено універсальну концепцію побудови геометрії, кінематики та динаміки несучих поверхонь у математичній моделі НГ із шарнірним кріпленням лопатей, що дає змогу проведення широкого кола параметричних досліджень.

3. Досліджено поведінку несучих гвинтів серійних вертольотів на критичних режимах їхнього обтікання, отримано якісну картину явищ, кількісні сумарні та розподілені аеродинамічні характеристики.

Практична значимість роботи:

– розроблено метод, який розширює діапазон режимів обтікання несучого гвинта, що піддаються теоретичному аналізу;

– отримано можливість проведення параметричних досліджень щодо визначення впливу основних геометричних, кінематичних та динамічних характеристик несучих гвинтів із шарнірним (пружним) кріпленням лопатей на їх аеродинамічні характеристики;

– створено алгоритм та програму розрахунку розподілених і сумарних аеродинамічних характеристик НГ в широкому діапазоні режимів його обтікання;

– досліджено режими обтікання несучих гвинтів, що обмежують діапазон швидкостей та висот горизонтального польоту серійних вертольотів.

Реалізація результатів роботи. Розроблені автором положення реалізовано у:

● Харківському університеті Повітряних Сил:

– у формі науково-дослідної роботи "Підвищення бойової та транспортної ефективності сучасних та перспективних літальних апаратів" шифр "Модель-202" № 48301 – для дослідження аеродинамічних характеристик НГ на критичних режимах його обтікання;

– у навчальному процесі університету при підготовці