Оптимізація геометрії крила планеру з урахуванням статистичних даних
DOI:
https://doi.org/10.20535/0203-3771422021268886Ключові слова:
планер, аеродинамічні характеристики, оптимізація, теорія несучої лінії, генетичний алгоритм, політ за маршрутом, статистикаАнотація
В роботі представлено синтез алгоритму оптимізації аеродинамічних характеристик планера на етапі проектування з метою збільшення його середньої швидкості проходження маршруту. На прикладі планера SZD-48-3 стандартного класу FAI було зібрані та оброблені дані польотів, викладених на ресурсі weglide.org. На основі статистики проаналізована узагальнена структура атмосфери вздовж маршруту. Сформовано новий інтегральний критерій для функції мети в циклі алгоритму оптимізації з неперервним розподілом вагових коефіцієнтів в діапазоні польотних швидкостей який дозволяє звести задачу багатокритеріальної оптимізації до одного показника.
Основним алгоритмом оптимізації обрано генетичний алгоритм, що дозволяє знаходити оптимум багатовимірної не гладкої функції цілі і відрізняється робастністю та здатністю знаходити глобальний оптимум. Представлена схема параметричного представлення геометрії складного в плані крила за допомогою мінімальної кількості параметрів. Реалізована математична модель розрахунку аеродинамічних характеристик крила на основі теорії несучої лінії та XFOIL. В результаті роботи були визначені перспективні напрямки подальших досліджень, зокрема розповсюдження синтезованого методу на інші класи літальних апаратів, та введення в параметризацію геометрії крила аеродинамічного профілю.
Посилання
Snorri Gudmundsson. Design of Sailplanes, General Aviation Aircraft Design: Applied Methods and Procedures APPENDIX C4, 2014.
Carmichael Bruce H., What Price Performance, Soaring Magazine, May-June, 1954.
Kundu P. K. Fluid Mechanics / P. K. Kundu, I. M. Cohen, D. R. Dowling. – London: Academic Press is an imprint of Elsevier, 2016. – 921 с. – (6).
Simon D. Evolutionary Optimization Algorithms / Dan Simon. – Hoboken, New Jersey: John Wiley & Sons, Inc, 2013. – 742 с.
Fred Thomas; Judah Milgram. Fundamentals of sailplane design. College Park, MD : College Park Press, 1999.
Johannes J. Refinement of Glider Aerodynamic Design using CFD / J. Bosman Johannes. // TECHNICAL SOARING. VOL. 37, NO. 2 April June 2013 – 2013. – С. 20–25.
Anderson J. D. Fundamentals of Aerodynamics / John Anderson. – New York: McGraw-Hill, 2017. – 1130 с. – (6th ed.).
Drela M. XFOIL: An Analysis and Design System for Low Reynolds Number Airfoils / Drela // Low Reynolds Number Aerodynamics / Drela. – Berlin: Springer, 1989. – (Lecture Notes in Engineering; т. 54).
Дэн С. Алгоритмы эволюционной оптимизации / Саймон Дэн. – Москва: ДМК Пресс, 2020. – 1002 с.
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
3. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
