Учёные записки ЦАГИ, ВЫПУСК №6, 2014г.

Ламинарно-турбулентный переход в пограничном слое (обзор). Часть 2. рАСЧЕТ ПОЛОЖЕНИЯ ПЕРЕХОДА И МЕТОДЫ ЛАМИНАРИЗАЦИИ ОБТЕКАНИЯ крыла

м. В. уСТИНОВ

Во второй части обзора описываются методы предсказания положения ламинарно-турбулентного перехода в пограничном слое и способы управления им с целью увеличения длины ламинарной области. Они рассматриваются в свете применения для разработки пассажирского самолета со стреловидным ламинарным крылом и развития методов расчета аэродинамических характеристик крыла с заметной частью ламинарно обтекаемой поверхности.

Ключевые слова: ламинарно-турбулентный переход, гидродинамическая неустойчивость, турбулентность, пограничный слой, стреловидное крыло, управление пограничным слоем.

ИССЛЕДОВАНИЕ УПРОЩЕННОЙ СХЕМЫ НАБОРА ПЛАЗМЕННЫХ АКТУАТОРОВ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ТЕЧЕНИЕМ В ПОГРАНИЧНОМ СЛОЕ

М. Д. ГАМИРУЛЛИН, А. П. КУРЯЧИЙ, В. М. ЛИТВИНОВ, С. Л. ЧЕРНЫШЕВ

Проведены экспериментальные исследования новой схемы набора электрогазодинамических исполнительных элементов, функционирующих на основе приповерхностного диэлектрического барьерного разряда (ДБР-актуаторов), предназначенных для управления пограничным слоем на протяженных аэродинамических поверхностях. Определены некоторые характеристики разряда, возбуждаемого на пластине с набором из девяти последовательно расположенных ДБР-актуаторов, выполненных по упрощенной трехэлектродной схеме с промежуточными экранирующими электродами и общим для всех актуаторов сплошным ускоряющим электродом. Проведены измерения индуцируемой актуаторами скорости воздуха при отсутствии внешнего обтекания пластины. На основе интегрального метода импульсов оценена объемная сила, создаваемая набором актуаторов. Предложен простой метод измерения средней электрической мощности, потребляемой актуаторами.

Ключевые слова: диэлектрический барьерный разряд, плазменный актуатор, насадок полного напора, скорость ионного ветра, объемная сила, электрическая мощность.

ЛАМИНАРНО-ТУРБУЛЕНТНЫЙ ТЕПЛООБМЕН НА ПОВЕРХНОСТИ ПОЛУСФЕРЫ, ОБТЕКАЕМОЙ СВЕРХЗВУКОВЫМ ПОТОКОМ ВОЗДУХА

В. В. Горский, М. А. Пугач

Сопоставлены результаты двух расчетных методов (метода эффективной длины и алгебраической модели турбулентности Себечи — Смита) с экспериментальными данными по распределению теплового потока по поверхности полусферы при числе Маха М_∞ = 5. Предложена модификация модели турбулентности Себечи — Смита.

Ключевые слова: теплообмен, пограничный слой, модель турбулентности, ламинарно-турбулентный переход.

ОЦЕНКА АЭРОДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА ПРИ ПОЛЕТЕ В УСЛОВИЯХ ОБЛЕДЕНЕНИЯ

Н. А. Борисова, Д. В. Горячев, А. Б. Кощеев

Дано описание методики оперативного определения изменения аэродинамических характеристик летательного аппарата при полетах в условиях обледенения. Предложенные зависимости базируются на данных, полученных по результатам трубных и летных испытаний самолетов с имитаторами льда и в условиях естественного обледенения. Применение методики наиболее целесообразно на начальных этапах проектирования.

Ключевые слова: методика, обледенение, крыло, аэродинамические характеристики, оперативный расчет, летные испытания, имитаторы льда, толщина льда.

Угловое распределение отраженного от поверхности твердого тела свободномолекулярного потока газа

А. И. Ерофеев, А. П. Никифоров

Представлены результаты экспериментальных исследований углового распределения отраженных от поверхности твердого тела молекулярных потоков, полученные в вакуумной установке ВАТ-103 ЦАГИ. Анализируется вид индикатрис рассеяния в зависимости от энергии, угла падения, состава молекулярных пучков, от материала и температуры поверхности плоских моделей. На основе полученных данных по рассеянию молекулярных потоков и данных по силовому воздействию этих потоков на модели из различных материалов определяются параметры функции распределения молекул по скоростям для модели Ночиллы.

Ключевые слова: свободномолекулярное обтекание, взаимодействие газов с поверхнос­тью, функция распределения молекул по скоростям, индикатриса рассеяния, модель Ночиллы.

сферический зонд в неподвижной плазме с магнитным полем. Случай толстого слоя объемного заряда

а. в. кашеваров

Рассчитаны вольт-амперные характеристики сферического зонда, помещенного в неподвижную слабоионизированную плазму, при наличии магнитного поля. Рассмотрение ограничено случаем предельно толстого слоя объемного заряда. Показано, что магнитное поле препятствует попаданию заряженных частиц на зонд, так что зондовый ток существенно уменьшается. Представлены картины линий равных концентраций заряженных частиц вокруг зонда и распределения плотности тока по поверхности сферы.

Ключевые слова: электрический зонд, замагниченная плазма.

расчетное исследование параметров потока в области расположения рулевого винта на режимах малых скоростей полета вертолета со скольжением

в. м. щеглова

Для несущего и рулевого винтов вертолета, работающих совместно, излагается метод расчета вихревых следов и мгновенных индуктивных скоростей в плоскостях дисков для каждого из винтов с учетом их взаимного влияния друг на друга. Используется нелинейная вихревая теория, пренебрегающая диффузией вихревых следов, но учитывающая конечную толщину вихрей. При скорости полета V = 20 м/с (mju = 0.0917) и скольжении с углами −90° < beta < 90° определены форма пелены за рулевым винтом, мгновенные индуктивные скорости по дискам несущего и рулевого винтов, аэродинамические характеристики рулевого винта.

Ключевые слова: индуктивные скорости, вертолет, несущий винт, рулевой винт, лопасть, вихревой след.

ПОСТРОЕНИЕ РОБАСТНОГО АЛГОРИТМА УПРАВЛЕНИЯ ДЛЯ ПОДАВЛЕНИЯ БОКОВЫХ АВТОКОЛЕБАНИЙ МОДЕЛИ САМОЛЕТА НА ТРЕХСТЕпЕННОМ ШАРНИРЕ В АЭРОДИНАМИЧЕСКОЙ ТРУБЕ

М. Е. Сидорюк

Для модели маневренного самолета на трехстепенном шарнире в аэродинамической трубе предложен алгоритм системы автоматического управления для подавления автоколебаний большой амплитуды по крену и рысканию, возникающих на больших углах атаки. Построение алгоритма основано на методе Н_inf-синтеза для систем, зависящих от параметров. Численным моделированием подтверждена эффективность разработанного алгоритма подавления указанных автоколебаний.

Ключевые слова: большие углы атаки, робастное управление, LPV-синтез.

измерения деформации адаптивной носовой части крыла в аэродинамической трубе методом видеограмметрии

в. п. кУЛЕШ

Проведены исследования упругих деформаций «умного» адаптивного носка крыла. Работа выполнялась в аэродинамической трубе Т-101 ЦАГИ в рамках международного проекта SADE 7-й Европейской рамочной программы. Разработана двухканальная видеограмметрическая система, предназначенная для одновременных измерений деформации верхней и нижней поверхностей крупномасштабной аэродинамической модели. В этой системе опробована схема с размещением двух цифровых камер на модели и передачей данных по каналу Ethernet. Предложен алгоритм оперативной привязки системы координат модели в каждом отсчете. Это давало возможность исключить влияние смещений камер вследствие общей деформации модели. Испытания системы позволили оценить погрешность измерений по двум координатам величиной 0.2 мм. Показано, что максимальная деформация наблюдалась для модели с неотклоненным носком при угле атаки 22° и скорости потока воздуха 50 м/с. Максимальное значение вертикального отклонения точек нижней поверхности вблизи передней кромки при этом достигало 5 мм.

Ключевые слова: аэродинамическая труба, аэродинамическая модель, аэроупругость, геометрические параметры, деформация, бесконтактные измерения, видеограмметрия.