Учёные записки ЦАГИ, ВЫПУСК №7, 2015г.

Влияние струй реактивных двигателей большой степени двухконтурности на аэродинамические характеристики механизированного крыла

A. B. Петров, В. Ф. Третьяков

Приведены результаты экспериментальных исследований влияния струй реактивных двигателей на аэродинамические характеристики прямоугольного крыла удлинением lambda = 4 (размах l = 1200 мм, хорда b = 300 мм) с двухзвенным щелевым закрылком. Исследования проведены в аэродинамической трубе Т-106 ЦАГИ при числах Маха M_inf = 0 и M_inf = 0.15 и числе Рейнольдса Re_¥ = 0.94×106, углах атаки крыла alpha = 2 — 10°, углах отклонения закрылков delta_s = 0; 35°/40° и 40°/70°. Моделирование реактивных струй осуществлялось с помощью сжатого холодного воздуха, выдуваемого из дозвуковых сопел с относительными диаметрами Dc_rel = Dc/b = 0.27, 0.33 и 0.42, соответствующими ТРДД различной степени двухконтурности (m " 5 — 15), при различных положениях сопел по высоте относительно крыла в диапазоне изменения коэффициента тяги с_т = 0 — 1.6.

Ключевые слова: струя реактивного двигателя, механизированное крыло, аэродинамические характеристики.

ОПТИМИЗАЦИЯ НОСОВОЙ ЧАСТИ ИНТЕГРАЛЬНОЙ КОМПОНОВКИ СВЕРХЗВУКОВОГО ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА С ПОДФЮЗЕЛЯЖНЫМ ВОЗДУхозаборником

С. А. Таковицкий

Рассмотрена задача построения носовой части сверхзвукового летательного аппарата, интегрированной с воздухозаборным устройством воздушно-реактивного двигателя, в двухмерной постановке. Многоцелевая оптимизация выполнена по критериям минимизации лобового сопротивления и продольного момента при условии постоянства подъемной силы. На основе метода локальной линеаризации связи между газодинамическими функциями и геометрическими параметрами получено аналитическое решение задачи. Дано сопоставление аэродинамических характеристик носовых частей по результатам численного моделирования в рамках системы уравнений Эйлера.

Ключевые слова: оптимизация, носовая часть, лобовое сопротивление, продольный момент.

ПАРАМЕТРИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ПРОФИЛЯ КРЫЛА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СОСТАВНЫХ ПОЛИНОМИАЛЬНЫХ ФУНКЦИЙ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ ОПТИМИЗАЦИИ

Н. В. НИКОЛАЕВ

Предложен вариант параметризации контура профиля с помощью геометрических параметров, применимый для аналитических форм профилей. Рассмотрен класс составных полиномиальных контуров профилей. На примере нескольких известных профилей проведена проверка точности аппроксимации. Дано сравнение распределений давления для исходных и аппроксимированных профилей. Рассмотрен пример оптимизации аэродинамических характеристик профиля крыла.

Ключевые слова: профиль крыла, параметризация, оптимизация.

Одно решение уравнения Навье — Стокса: точечный сферически симметричный источник в сжимаемом совершенном газе

О. Е. Кириллов

Представлено решение уравнения Навье — Стокса для сферически симметричного течения от источника. Учитывается только вторая вязкость при отсутствии первой вязкости и теплопроводности, что позволяет получить решение в форме рядов, коэффициенты которых рекуррентно выражаются через свертки предыдущих коэффициентов. Решение имеет две иррегулярные особые точки — в центре и на бесконечности, что выливается в существенную неединственность решения, т. е. уравнения имеют бесконечное множество решений, физически неразличимых на бесконечности. При стремлении второй вязкости к нулю получается решение, которое в пределе описывает невязкое сжимаемое течение. Именно учет второй вязкости, с последующим устремлением ее в ноль, позволяет быстро и физически корректно решить уравнение Навье — Стокса для течения сжимаемого невязкого газа «точечный источник». Поэтому такой метод назван методом корректной сжимаемости. Приведены результаты расчетов и решения, обладающие физическим смыслом.

Ключевые слова: вторая вязкость, иррегулярная особенность, свертка, источник, уравнение Навье — Стокса.

Критерий выбора оптимальных величин поперечной статической устойчивости самолета в задаче захода на посадку

П. А. Десятник

Проанализированы уравнения бокового движения самолета и произведена их модификация с целью выделения обобщенных параметров, варьируемых в экспериментах и необходимых для разработки критерия управляемости самолета с использованием педалей. На пилотажном стенде ЦАГИ ПСПК-102 проведены исследования по оценке влияния обобщенных параметров бокового движения и других характеристик, определяющих взаимодействие путевого и поперечного движения на оптимальную с точки зрения летчика величину производной приведенного момента крена по углу скольжения Mx_beta. На основании полученных данных предложен критерий управляемости для выбора оптимальных величин Mx_beta.

Ключевые слова: производная приведенного момента крена по углу скольжения, магистральный самолет, критерии боковой управляемости, пилотажный стенд.

Исследование процесса распространения трещины по данным измерений локального деформационного отклика. I. Поле действующих напряжений

С. И. Елеонский, И. Н. Одинцев, В. С. Писарев, А. В. Чернов

Данное исследование состоит из двух частей. В первой из них подробно рассматриваются теоретические принципы модифицированной версии метода последовательного наращивания длины трещины (ПНДТ). На этой основе разработан и верифицирован новый экспериментальный метод определения параметров механики разрушения. Предлагаемый подход основан на совместном применении метода ПНДТ и оптических интерференционных измерений локального деформационного отклика на малое приращение длины трещины. Экспериментальная информация представляет собой величины плоских компонент перемещений, которые определяются методом электронной спекл-интерферометрии в окрестности вершины трещины. Представлены математические соотношения, необходимые для преобразования исходных данных, в искомые значения параметров механики разрушения. Показано, что величины коэффициентов интенсивности напряжений (КИН) и так называемых T-напряжений могут быть получены на основе определения первых четырех коэффициентов асимптотического разложения Уильямса. Ключевым моментом разработанного подхода является измерение абсолютных величин тангенциальных компонент перемещений в базисных точках, расположенных на линии приращения длины трещины. Кроме того, наличие высококачественных картин интерференционных полос, которые отражают только деформационные перемещения без влияния жестких смещений, служит надежным индикатором реального типа напряженного состояния в окрестности вершины трещины. Данные факты означают, что для интерпретации исходных экспериментальных данных не нужно использовать сложные математические (численные) модели, которые включают геометрические параметры всего исследуемого объекта и условия внешнего нагружения. Анализ точности предложенного подхода проводится путем сравнения величин КИН и T-напряжений для краевой и центральной трещины в тонких пластинах с результатами численного моделирования и теоретическими данными, соответственно.

Ключевые слова: коэффициент интенсивности напряжений, T-напряжения, метод последовательного наращивания длины трещины, электронная спекл-интерферометрия, локальные компоненты перемещений.