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 CC BY-NC-ND , 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).
