Математична модель фюзеляжних коливань на трансзвукових швидкостях польоту
DOI:
https://doi.org/10.15407/knit2021.02.028Ключові слова:
аеродинамічна поверхня фюзеляжу, аеродинамічний профіль, збуджений згинальний момент, математична модель, надзвукові літаки, стрибки тиску, тиск місцевого надзвукового потоку, трансзвуковий потік, 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 зумовлено особливостями обтікання аеродинамічних поверхонь неоднорідним (трансзвуковим) потоком повітря і пов’язано з виникненням на цих режимах польоту різноманітних явищ аеропружності та відсутністю на теперішній час загальновизнаної моделі виникнення трансзвукового флатера навіть для аеродинамічних поверхонь керування. На основі спільного аналізу умов формування стрибків тиску на поверхні аеродинамічного профілю, зміни параметрів надзвукового потоку у течії Прандтля-Майера та гіпотези «динамічного скривлення аеродинамічного профілю» отримано наближені закономірності взаємодії пружних згинальних коливань фюзеляжу з коливаннями стрибків тиску. Отримані закономірності використані для обґрунтування математичної моделі оцінки збуджених згинальних моментів фюзеляжу. Аналіз отриманої математичної моделі підтверджує теоретичну можливість виникнення фюзеляжних форм трансзвукового флатеру надзвукових літаків, яке спостерігалося у льотному експерименті і яке зумовлене особливостями взаємодії стрибків тиску з кутовою швидкістю пружних згинальних коливань фюзеляжу. При прийнятих у статті вхідних геометричних даних профілю аеродинамічних поверхонь фюзеляжу за допомогою розробленої математичної моделі отримано максимально можливі величини збуджених згинальних моментів фюзеляжу. Отримана математична модель може бути використана для попередньої наближеної оцінки характеристик фюзеляжних форм трансзвукового флатеру надзвукових літаків та аерокосмічних систем.Посилання
Abramovych G. N. (1976). Applied gas dynamics. М.: Nauka.
Ananiev Y. V., Tymofeev P. G. (1965). Oscillations of elastic systems in aircraft structures and their damping. М.: Mashynostroenye.
Aerodynamics of aircraft at transonic speeds. Part I. (1974). Obzory. Perevody. Referaty. CAGI, № 441.
Aerodynamics of aircraft at transonic speeds. Part II. (1974). Obzory. Perevody. Referaty. CAGI, № 442.
Aerodynamic study of the oscillating control surface at transonic speeds (according to materials of the foreign press). (1975). Obzor, № 456, 105 p.
Bisplingskoff R. L., Ashley X., Halfman R. L. (1958). Aeroelasticity. М.: Izd-vo inostr. lyt.
Goshek I. (1954). High speed aerodynamics. М.:Izd-vo inostr. lyt.
Ysogai K. (1981). On the mechanism of a sharp decrease in the flutter boundary of a straight sweep wing in the transonic flight mode. Part II. Raketnaya texnyka i kosmonavtyka, 19, № 10, 169—171.
Keldish M. V.(1985). Selected works. Mechanics. М.: Nauka.
Levkyn V. F. (1982). Experimental studies of nonstationary aerodynamic characteristics of control surfaces at transonic speeds. Tr. CAGI, vipusk 2132, 16 p.
Safronov A. V. (1991). Aerodynamic effect of compaction jumps on the aileron oscillating in the near-sonic eleron flow. Uchenie zapysky CAGI, 22(3), 110—117.
Safronov A. V. (1989). Model of self-oscillations of aerodynamic control surfaces at near-sonic speeds. Problemi prochnosty, № 1, 111—112.
Safronov O. V., Semon B. J., Nedilko O. M. (2018). Mathematical model for estimating the influence of control surfaces aerodynamic compensation on the level of their oscillations in the event of a transonic flutter. Space Science and Technology, 24 (4), 14—23.
https://doi.org/10.15407/knit2018.04.015
Safronov O. V., Semon B. J., Nedilko O. M. (2016). Transonic flutter frome MiG-25 to SpaceShip Two. Science and defence, № 3, 32—35.
Tymoshenko S. P. (1959). Fluctuations in engineering. М.: Fyzmatgyz, 439 p. (in Russian)
