Вплив форми роторного рушія на характеристики інтегрованої з крилом силової установки літака

Автор(и)

  • Богдан Комаров
  • Дмитро Зінченко

DOI:

https://doi.org/10.20535/0203-3771402020248785

Ключові слова:

роторний рушій, лопатки, сила тяги, підіймальна сила, , профіль, швидкість потоку, крило, літак

Анотація

Концепція крила з роторним рушієм використовується для збільшення ефективності використання кінетичної енергії руху повітря, що обтікає крило ЛА. Запропоновано одночасно генерувати силу тяги, та підіймальну силу, водночас вона має також і недоліки, найважливіші з яких пов’язані зі значним лобовим опором, через великий діаметр ротора, та тим, що у разі відмови силової установки, аеродинамічна якість становитиме приблизно 1:3. Для усунення цих недоліків і підвищення доцільності використання схеми, було вирішено переглянути наявні концепції та радикально змінити основні геометричні параметри ротора, шляхом зменшення його діаметру. При цьому доцільно підвищити швидкість його обертання.

         За допомогою чисельного моделювання було здійснено розрахунок та порівняно підіймальну силу та силу тяги, яку створює система при різних положеннях встановлення лопаток роторного рушія, та швидкість потоку повітря на виході з рушія. Також було досліджено вплив форми профілю лопаток та їхньої кількості на характеристики та як результат, аналіз взаємодії всіх цих параметрів, для визначення моделі з кращими аеродинамічними характеристиками. Окрім цього, у зв’язку зі значною ресурсоємністю чисельного моделювання для отримання точних результатів, виявилось доцільним зробити акцент на проведенні серії фізичних експериментів, для яких було розроблено декілька моделей крил та роторів.

         Результати показують, що  використання роторного рушія малого діаметру, встановленого в місці максимальної висоти профілю, має значно більше переваг у порівнянні з тою яка використовувалась раніше. Тому запропонована ідея має хороші перспективи для розвитку та застосування.

Посилання

E. L. Houghton, P. W. Carpenter, Steven H. Collicott, Daniel T. Valentine. (2013). Aerodynamics for Engineering Students Sixth Edition. Flow Control and Wing Design, 9 (1-8), 601–642. doi:10.1016/C2009-0-63882-4.

Edward Lumsdaine, William S. Johnson, Lynn M. Fletcher, Judith E. Peach. (1974). Investigation of the Kline-Fogleman airfoil section for rotor blade applications. Report/Patent Number: NASA-CR-141282, AE-74-1054-1.

Fabrizio De Gregorio, Giuseppe Fraioli. (2008). Flow control on a high thickness airfoil by a trapped vortex cavity. 14th Int Symp on Applications of Laser Techniques to Fluid Mechanics Lisbon, Portugal, 7-10 July, 2008.

Slimane Benferhat, Tayeb Yahiaoui, Bachir Imine, Omar Ladjedel & Ondřej Šikula (2019). Experimental and numerical study of turbulent flow around a Fanwings profile, Engineering Applications of Computational Fluid Mechanics Volume 13, 2019, Pages 698-712. https://doi.org/10.1080/19942060.2019.1639076.

Shengxian Shi, T. H. New and Yingzheng Liu (2014). On the flow behaviour of a vortex-trapping cavity NACA0020 aerofoil at ultra-low Reynolds number. 17th International Symposium on Applications of Laser Techniques to Fluid Mechanics Lisbon, Portugal, 07-10 July, 2014.

Du Siliang Tang Zhengfei (2018). The Aerodynamic Behavioral Study of Tandem Fan Wing Configuration. International Journal of Aerospace Engineering Volume 2018, Article ID 1594570, 14 pages. doi:10.1155/2018/1594570.

D. Siliang, T. Zhengfei, X. Pei, J. Mengjiang (2016). Study on Helicopter Antitorque Device Based on Cross-Flow Fan Technology. International Journal of Aerospace Engineering Volume 2016, Article ID 5396876, 12 pages http://dx.doi.org/10.1155/2016/5396876.

Шелест А. В. Метод Боголюбова в динамической теории кинетических уравнений. — М.: Наука, 1990. 159 с. ISBN 5-02-014030-9.

##submission.downloads##

Опубліковано

2021-12-26

Номер

Розділ

Механіка елементів конструкцій