Метод оцінки небезпечного діапазону трансзвукових чисел М польоту надзвукових літаків та аерокосмічних систем
DOI:
https://doi.org/10.15407/knit2023.06.042Ключові слова:
аеродинамічна поверхня керування, аеродинамічний профіль, коливання, місцевий надзвуковий потік, надзвуковий літак, трансзвуковий флатер, число М польотуАнотація
Забезпечення безпеки польотів надзвукових літаків та аерокосмічних систем у трансзвуковому діапазоні чисел М польоту досі залишається актуальною науковою і прикладною проблемою. Це пов’язано з виникненням на цих режимах польоту різноманітних небезпечних явищ аеропружності. До таких явищ можна віднести і трансзвуковий флатер, виникнення якого неодноразово закінчувалося руйнацією елементів конструкції літаків і, у першу чергу, елементів конструкції аеродинамічних поверхонь керування. Теоретичним та експериментальним дослідженням цього явища присвячено багато публікацій, в яких запропоновані різноманітні підходи для обґрунтування причин виникнення інтенсивних коливань аеродинамічних поверхонь керування сучасних надзвукових літаків на цих режимах польоту, умови їх виникнення, вплив різноманітних факторів на рівень коливань. Відмічено, що досі не існує надійних теоретичних методів оцінки нестаціонарних сил аеродинамічних поверхонь керування, які коливаються у трансзвуковому потоці, тому використання лінійних математичних моделей подібності не завжди дозволяють переносити результати продувок моделей в аеродинамічних трубах на натурні конструкції літаків. У статті запропонований метод оцінки небезпечного діапазону чисел М, в якому можливо виникнення трансзвукового флатеру аеродинамічних поверхонь керування надзвукових літаків та аерокосмічних систем. Метод базується на аналізі закономірностей адіабатичного розширення місцевого надзвукового потоку повітря на поверхні аеродинамічного профілю в діапазоні трансзвукових чисел М. Розрахунками доведено, що для типових аеродинамічних поверхонь сучасних надзвукових літаків виникнення трансзвукового флатеру можливо у вузькому діапазоні чисел М = 0.9…0.94. Отримані результати можуть бути використані для обґрунтування безпечних режимів польоту надзвукових літаків як на етапі льотних випробувань, так і на етапі експлуатації. Подальші дослідження цієї проблеми доцільно присвятити аналізу методів зменшення рівня коливань аеродинамічних поверхонь керування при виникненні трансзвукового флатеру.Посилання
Abramovich G. N. Applied gas dynamics. M.: Nauka, 1976. 888 p.
Ageev Yu. I., Nazarenko V. V., Nevezhina T. P. Experimental study of steady-state oscillations aileron in transonic flow. Scientific notes from TsAGI. 1974. 5, no. 8. pp. 71-80.
Aerodynamic study of an oscillating control surface at transonic speeds. M.: TsAGI, 1975. Review No. 456. 105 p.
Bisplinghoff R.L., Ashley H., Halfman R.L. Aeroelasticity. M.: Foreign publishing house. Literary, 1958. 800 p.
Williams M. H. Theory of unsteady motion of a thin profile in a transonic flow with internal shock waves. RTK. 1980. 18, no. 7. pp. 11-23.
https://doi.org/10.2514/3.50797
Goshek I. Aerodynamics of high speeds. M., 1954. 547 p.
Foreign military equipment. Foreign military review. 1996. No. 5. P. 58-62.
Isogai K. On the mechanism of a sharp decrease in the flutter boundary of a forward-swept wing in the transonic mode kovy flight. Part 1. RTK. 1979. 17, no. 7. pp. 149-151.
https://doi.org/10.2514/3.61226
Isogai K. On the mechanism of a sharp decrease in the flutter boundary of a forward-swept wing in the transonic mode kovy flight. Part 2. RTK. 1981. 19, no. 10. pp. 169-171.
Ishmuratov F.Z., Kuzmina S.I., Mosunov V.A. Computational studies of transonic flutter. Scientists for TsAGI squeaks. 1999. 30, no. 3-4. pp. 151-163
Kuzmina S.I. Computational studies of transonic aircraft flutter. Scientific notes from TsAGI. 1989. 20, no. 6. pp. 110-115.
Levkin V.F. Experimental studies of non-stationary aerodynamic characteristics of surfaces control systems at transonic speeds. Tr. TsAGI. 1982. Issue. 2132. 16 p.
Mosunov V. A., Ryabykina R. V., Smyslov V. I., Frolov A. Experience in computational studies of unmanned flutter aircraft. Bulletin of the Concern VKO "Almaz-Antey". 2018. No. 2. P. 18-25.
https://doi.org/10.38013/2542-0542-2018-2-18-25
Safronov A.V. Transonic flutter of aircraft structures. K.: KVVAIU, 1987. 155 p.
Safronov A.V. Aerodynamic effect of shock waves on an oscillating transonic flow aileron. Scientific notes from TsAGI. 1991. 22, no. 3. pp. 110-117.
Safronov O. V., Nedilko O. M., Safronov V. O. Adapted mathematical model for assessing the activation of hinges moments of aerodynamic surfaces of supersonic airfoils on transonic airfoils. Zb.
Sci. prats CVSD NUOU. 2014. No. 3(52). pp. 28-33.
https://doi.org/10.18052/www.scipress.com/ILCPA.33.28
Svishchev G.P. Efficiency of the steering wheel and its hinge moments at high speeds. Tr. TsAGI. 1975. Issue. 1722. 10 p.
Semon B. Y., Safronov O. V., Nedilko O. M. Transonic flutter: from MiG-25 to Space Ship Two. Science and defense. 2016. No. 3. P. 32-35.
Semon B.Y., Safronov O.V., Nedilko O.M. Method for estimating the pressure of a supersonic flow on a profillet of the aerodynamic surface of the caravan with the appearance of a transonic flutter. Science and defense. 2019. No. 2. pp. 39-43.
