Аэродинамика вихрей самолетов

Поставленная задача решается методом дискретных вихрей, в со­ответствии с которым реальный участок местности заменяется схе­матизированной моделью, полностью повторяющей контуры реально­го участка (рис. 6.2). На поверхностях располагаются замкнутые вихревые рамки. Задача решается в нелинейной нестационарной по- Рис. 6.2. Пример схематизации участка местности становке [4, 7]. Пример решения задачи представлен на рис. 6.3. Здесь показана вихревая пелена, образующаяся при обтекании трех гор одинаковой высоты. Стрелкой обозначено направление воздушного потока, натекающего на эти горы. Вихревая пелена на рис….

Рассматривается обтекание участка рельефа местности с постоян­ной дозвуковой скоростью V под произвольным углом (рис. 6.1). Требу­ется определить поле скоростей и давлений вблизи рельефа местности в любой произвольной точке пространства. При этом принимаются следующие условия и допущения. Среда — идеальная несжимаемая жидкость. Течение потенциальное везде, кроме поверхностей а и S. На поверхностях S выполняется условие непротекания V<р, п = О, r„ Є S, на поверхностях а — условие отсутствия перепада давления: ^Vр, п = ^Vр, ~п^…

6.1. Основные условия При полетах на малых высотах, в том числе на режимах взлета и посадки возможно попадание самолета в спутный след от релье­фа местности, гор и т. п. В данной главе показано, как в рамках метода дискретных вихрей можно моделировать воздушный поток, обусловленный рельефом местности. Аналогичные задачи возникают при взлете и посадке летательных аппаратов на палубы авианесущих кораблей. Этот вопрос подробно рассмотрен в монографии [8] и здесь не обсуждается.

Исследование характеристик вихревого следа за самолетом С-130 представляет интерес в том числе и с точки зрения сравнения с са­молетом Ан-12. Взлетная масса самолета С-130 равна 80т, Ан-12 — 60т. Размах крыла С-130 и Ан-12 примерно равный: 40м и 39м соответственно. Как и в случае самолета Ан-12, для исследования характеристик вихревого следа за самолетом С-130 рассматривали сле­дующие режимы: — высота полета 500 м, скорость полета 420 км/ч, состояние атмо­сферы 1 балл; — высота полета 5000 м,…

В данном разделе приведены результаты исследования характери­стик дальнего вихревого следа за самолетом Ан-12. Эти исследования также разделены на два этапа: первый — детальное изучение вихрево­го следа до удаления 500 м, второй — менее подробные исследования до удаления 12,5 км. На первом этапе исследований характеристик вихревого следа за самолетом Ан-12 рассматривались следующие режимы: • высота полета 500 м, скорость полета 420км/ч, состояние атмо­сферы 1 балл; • высота полета 5000 м, скорость полета 420км/ч, состояние атмо­сферы 1…

На первом этапе исследований характеристик вихревого следа за самолетом Ан-26 рассматривались следующие режимы полета: — высота полета 500 м, скорость полета 420км/ч, состояние атмо­сферы 2 балла; — высота полета 5000 м, скорость полета 420 км/ч, состояние атмо­сферы 2 балла; Выбор этих режимов обусловлен практическими соображениями. На рис. 5.7 показано распределение вертикальной скорости в ядре вихря самолета Ан-26 на удалении X = 10 м, 250 м и 500 м, летящего на высоте H = 500 м…

Для подтверждения работоспособности методики и достоверности получаемых с ее помощью результатов для самолетов с воздушны­ми винтами были выполнены расчеты вихревого следа за самолетом С-130, которые затем сравнили с результатами летного эксперимента. На рис. 5.5 показано распределение вертикальной скорости в ядре вихря самолета С-130 на удалении 0 и 1,4 км на высоте 1000 м. Ромбы и квадраты — расчет при X = 0 и X = 1,4 км, треугольники — экспе­римент при X = 1,4 км…

Для выбора количества П-образных вихрей (рис. 5.3) при модели­ровании воздушного винта были выполнены следующие методические исследования. За самолетами Ан-26 и Ан-12 рассчитывали траектории осевых вихрей от воздушных винтов при одинаковых условиях полета, но при разном числе П-образных вихрей п. При этом определяли ошиб­ку прихода вихря в конечный расчетный момент времени по абсолют­ной величине. Считалось, что истинным положение вихрей в конечный расчетный момент времени будет при п ^ ж. Результаты исследований представлены на рис. 5.3 и…

Введем следующие обозначения: d —диаметр винта; ш — угловая скорость вращения винта; V0 — скорость набегающего потока; Vi = Vo + vi — осевая скорость в плоскости диска винта (vi — соот­ветствующая индуктивная скорость); V? = Vo + г? — осевая скорость в струе за винтом (г? — соответству­ющая индуктивная скорость), v? = 2vi; To — радиус втулки винта; л ro г, d Е = — — относительный радиус втулки винта, где R = —;…

5.1. Постановка задачи Теперь рассмотрим движение летательного аппарата (ЛА) с воздуш­ными винтами. ЛА имеет заданную полетную конфигурацию и дви­жется с дозвуковой скоростью W на произвольной высоте H (рис. 5.1). Вводим следующие системы координат: связанную с самолетом Oxyz, скоростную Oxa ya za и земную Oxg yg zg. Среда, в которой движется ЛА, рассматривается как идеальная несжимаемая жидкость, поверхности ЛА предполагаются непроница­емыми [49]. Течение является потенциальным всюду вне ЛА и его вихревого следа. Вихревой след представляет собой…

В данном разделе приводятся результаты исследования харак­теристик дальнего вихревого следа за самолетами Ан-124 (размах крыла L = 73,6м, взлетная масса G = 405т), В-747 (размах крыла L = 59,64 м, взлетная масса G = 365 т) и Л-380 (размах крыла L = 79,8 м, взлетная масса G = 560 т). Это три самых Больших (не считая Ан-225 «Мрия») самолета в мире. Характеристики вихрево­го следа этих самолетов приводятся в сравнении. Рис. 4.20. Поля возмущенных скоростей за…

С помощью рассмотренной методики исслєдовньі характеристики вихревого следа за различными самолетами при различных условиях полета. В данном разделе приводятся результаты исследования характе­ристик дальнего вихревого следа за самолетом Ил-76, при котором Рис. 4.9. Распределение тангенциальной скорости в ядре вихря самолета Ил-76 Рис. 4.10. Распределение тангенциальной скорости в ядре вихря самолета В-747 Было выявлено влияние скорости и высоты полета на положение вих­ревого следа, а также влияние состояния атмосферы в соответствии с разд. 4.6. На рис. 4.11 приведены…

Для подтверждения работоспособности разработанной методики и достоверности получаемых с ее помощью результатов были вы­полнены расчеты, которые затем сравнивали с результатами лєтного эксперимента. В данном разделе приведены примеры для самолетов без воздушных винтов. На рис. 4.7 показаны результаты расчета вих­ревого следа за самолетом Ан-124 (ромбы) и лєтного эксперимента (квадраты), полученные в ОКБ им. О. К. Антонова и предоставленные В. Комовым. Видно удовлетворительное согласование расчетных и экс­периментальных данных. На рис. 4.8 представлены результаты расчета центров вихревых жгутов…

атмосферы удобно использовать число

Чтобы осуществить переход к моделированию дальнего вихревого следа за различными летательными аппаратами, используя в качестве исходных данных поля возмущенных скоростей за ними, разрабо­тан специальный универсальный блок. Поля возмущенных скоростей в контрольной плоскости за исследуемым самолетом получаем путем б Рис. 4.3. Поля возмущенных скоростей за самолетом Ту-154М и эквивалент­ным крылом на удалении X = 153 м математического моделирования обтекания самолета по нелинейной нестационарной теории. В качестве исходных данных для блока пе­рехода используются координаты точек и составляющие…