Вплив режиму польоту на навантаження від неспокійного повітря
DOI:
https://doi.org/10.20535/0203-3771422021268893Ключові слова:
зовнішні навантаження, крило літака, безперервна турбулентність, чисельна аеродинаміка, параметри польоту, нестаціонарна аеродинамікаАнотація
Дослідження присвячено визначенню впливу висоти та швидкості польоту на навантаження, що виникають на крилі літака, при польоті в умовах безперервної турбулентності. Конструкція літака моделюється за допомогою пружно-балкової схематизації. Модальний аналіз конструкції літака виконано з різною кількістю обчислюваних тонів. Для моделювання обтікання поверхні літака використовується панельний метод дипольної решітки та постійних тисків (DLM/CPM). Розгляд різних швидкостей польоту показав необхідність розгляду як мінімальних так і максимальних швидкостей, оскільки при зміні швидкості змінюється розподіл навантажень за розмахом крила. Визначено, що максимальні значення поперечної сили та згинального моменту виникають при польоті на мінімальній висоті, а максимальне значення крутного моменту на крилі досягається при максимальному числі Маха. Також запропоновано ефективний метод для зменшення часу обчислень динамічних навантажень, що полягає у визначенні та врахуванні мінімально необхідної кількості тонів власних коливань.
Посилання
Бисплингхофф Р. Л. Аэроупругость / Р. Л. Бисплингхофф, Х. Эшли, Р. Л. Халфмэн. – Москва: ИЛ, 1958.
Quasi-steady doublet-lattice correction for aerodynamic gust response prediction in attached and separated transonic flow / D. Friedewald, R. Thormann, C. Kaiser, J. Nitzsche. // CEAS Aeronaut J. – 2018. – № 9. – С. 53–66.
Improved Quasi-Steady Aerodynamic Model with the Consideration of Wake Capture / J. Hu, H. Xuan, Y. Yu, J. Zhang. // AIAA Journal. – 2020. – № 58(5). – С. 2339–2346.
Haddadpour H. Evaluation of quasi-steady aerodynamic modeling for flutter prediction of aircraft wings in incompressible flow / H. Haddadpour, R. D. Firouz-Abadi. // Thin-Walled Structures. – 2006. – № 44(9). – С. 931 936.
Bird H. J. A. Unsteady lifting-line theory and the influence of wake vorticity on aerodynamic loads / H. J. A. Bird, K. Ramesh. // Theor. Comput. Fluid Dyn. – 2021. – № 35. – С. 609–631.
Mahran M. Aero-elastic characteristics of tapered plate wings / M. Mahran, H. Negm, A. El-Sabbagh. // Finite Elements in Analysis and Design. – 2015. – № 94. – С. 24–32.
A reduced order state space model for aeroelastic analysis in time domain / C. R. Marqui, D. D. Bueno, L. C. S. Goes, P. J. P. Gonçalves. // Journal of Fluids and Structures. – 2017. – № 69. – С. 428–440.
Murua J. Applications of the unsteady vortex-lattice method in aircraft aeroelasticity and flight dynamics / J. Murua, R. Palacios, J. M. R. Graham. // Progress in Aerospace Sciences. – 2012. – № 55. – С. 46–72.
Certification specifications and acceptable means of compliance for large Aeroplanes CS-25. Amendment 26 [Електронний ресурс] // European Union Aviation Safety Agency. – 2020. – Режим доступу до ресурсу: https://www.easa.europa.eu/sites/default/files/dfu/cs-25_amendment_26_0.pdf.
Белоцерковский С. М. Крыло в нестационарном потоке газа / С. М. Белоцерковский, Б. К. Скрипач, В. Г. Табачников. – Москва: Наука, 1971.
Hoblit F. M. Gust Loads on Aircraft: Concepts and Applications / Hoblit., 1988. – 306 с. – (AIAA education series).
Ивантеев В. И. Интерактивное многодисциплинное проектирование летательных аппаратов. Версия 10.6 / В. И. Ивантеев, Т. В. Снисаренко, В. Д. Чубань. – Москва, 2004.
Гевко Б. А. Методи визначення аеродинамічних навантажень під час польоту у безперервній турбулентності / Б. А. Гевко, Ю. І. Бондар. // Механіка гіроскопічних систем. – 2019. – № 38. – С. 60–69.
Кузнецов О. А. Динамические нагрузки на самолет / О. А. Кузнецов. – Москва: Издательство физико-математической литературы (Физматлит), 2008. – 264 с.
Ивантеев В. И. Методы расчета собственных форм и частот колебаний самолета на основе интегральных уравнений движения / В. И. Ивантеев, М. А. Стеба. // Труды ЦАГИ. – 1988. – № 2405.
Евсеев Д. Д. Алгоритм расчета матриц податливости конструкций летательных аппаратов методом подконструкций применительно к задачам аэроупругости / Д. Д. Евсеев, А. А. Рыбаков. // Ученые записки ЦАГИ. – 1981. – № ХІІ(5). – С. 139–142.
Wright J. R. Introduction to aircraft aeroelasticity and loads / J. R. Wright, J. E. Cooper. – Chichester: John Wiley & Sons, 2008.
Basutkar A. Frequency Analysis of Aircraft Wing Using FEM / A. Basutkar, K. Baruah, S. K. Kudari. – Singapore: Springer, 2020. – 527–533 с. – (Recent Trends in Mechanical Engineering). – (Lecture Notes in Mechanical Engineering).
Kwaśniewski L. Application of grid convergence index in FE computation / Kwaśniewski. // Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences. – 2013. – № 61(1). – С. 123–128.
##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).
