Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Улучшение аэроупругих характеристик летательного аппарата с крылом большого удлинения Мазутский Андрей Юрьевич

Улучшение аэроупругих характеристик летательного аппарата с крылом большого удлинения
<
Улучшение аэроупругих характеристик летательного аппарата с крылом большого удлинения Улучшение аэроупругих характеристик летательного аппарата с крылом большого удлинения Улучшение аэроупругих характеристик летательного аппарата с крылом большого удлинения Улучшение аэроупругих характеристик летательного аппарата с крылом большого удлинения Улучшение аэроупругих характеристик летательного аппарата с крылом большого удлинения
>

Диссертация, - 480 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Мазутский Андрей Юрьевич. Улучшение аэроупругих характеристик летательного аппарата с крылом большого удлинения : диссертация ... кандидата технических наук : 01.02.06 / Мазутский Андрей Юрьевич; [Место защиты: НИУ "Учреждении Российской академии наук Институт гидродинамики им. М.А. Лаврентьева Сибирского отделения РАН"].- Новосибирск, 2008.- 114 с.: ил.

Введение к работе

Диссертация посвящается исследованию динамических аэроупругич явлений (флаттер, воздействие вертикальных однократных (дискретных) и циклических порывов ветра) в дозвуковой области полета на летательных аппаратах (ЛА) с крыльями большого удлинения (БУ), малой и умеренной стреловидности и вопроса статической аэроупругости — дивергенция крыла БУ

1.1. Актуальность проблемы

В соответствии с Федеральной целевой программой «Развитие гражданской авиационной техники России на 2002 — 2010 годы и на период до 2015 года» (часть III, редакция от 24 07 06 г) по проблемам прочности Л А формируются новые подходы к весовым и эксплуатационным характеристикам В данной работе рассмотрено снижение динамических нагрузок на ЛА от вертикальных порывов ветра и повышение критических скоростей флаттера и дивергенции

На ЛА, особенно на легких ЛА (ЛЛА) со взлетной массой до 8600 кг, применяют крылья БУ (удлинение A, = L'lS > 3, где L — размах крыла, 5 — его площадь) Скорость флаттера консольной формы этих крыльев может быть наименьшей В доф-латтерной области полета в силовых элементах крыльев БУ возможно значительное увеличение напряжений из-за воздействия порывов ветра или временного нарастания резонансных амплитуд колебаний (как и появления «ложного максимума» на кривых «Амплитуды форм колебаний, участвующих во флаттере — Скорость полета», когда при небольшом изменении параметров ЛА возникает флаттер)

Динамическое поведение крыла БУ в потоке воздуха усложняется увеличением амплитуд изгибных колебаний по первой и второй гармоникам от внешнего возмущения При аэроупругих испытаниях на упругих динамически подобных моделях (ДПМ) не всегда моделируются статические прогибы и углы закручивания конструкции ЛА, только для натурных изделий выполняется подобие по числу Рейнольд-са (Re) В результате искажается аэродинамическое воздействие на крыто ДПМ, в том числе из-за изменения течения при ламинарно-т\рбулентном переходе в пограничном слое и срыве потока По существующим аэродинамическим теориям, применяемым в аэроупругих расчетах, получаются лишь приближенные результаты, особенно при значительных амплитудах колебаний Для обеспечения безопасности ЛА значение критической (далее это определение опущено) скорости флаттера должно уточняться в натурном эксперименте, в дофлаттерной зоне полета В эти\ условиях требуются достоверные рекомендации по улучшению аэроупр\гих характеристик ЛА с крыльями БУ

  1. Цель работы: разработка новых рекомендаций для увеличения критических скоростей флаттера и дивергенции, снижения нагрузок на ЛА от порывов ветра на основе расчетного и экспериментального уточнения аэроупругого поведения ЛА с крыльями БУ, а также с прямым крылом, содержащем вязкоупругие подкосы

  2. Методы исследования

Основной акцент в работе сделан на экспериментальном определении характеристик аэроупругости ЛА Расчет имел вспомогательный характер и проводился для подтверждения правильности интерпретации опытных результатов, выявления и уточнения особенностей аэроупругого поведения ДПМ или натурного ЛА

Экспериментальные исследования ДПМ ЛА проведены в аэродинамической трубе (AT) малых скоростей Т-203 СибНИА, проанализированы летные и наземные частотные испытания натурных ЛА Расчеты выполнены по программе определения динамической реакции упругого самолета на порывы ветра, составленной автором на языке Fortran по алгоритму Центрального аэрогидродинамического института (ЦАГИ) им профессора Н Е Жуковского, по программам ЦАГИ и Опытного конструкторского бюро (ОКБ) им А Н Туполева расчета ЛА на флаттер В расчетах использовалась балочная схематизация ЛА с крылом БУ по схеме «дерево» Для оппе-деления собственных частот и форм колебаний применялись метод последовательных приближений и матричной прогонки Майклстеда (начальных параметров) Расчетные схемы корректировались по результатам частотных испытаний ДПМ и натурных изделий Аэродинамическое воздействие на ЛА задавалось по нестационарной (метод С М Белоцерковского) и квазистационарной теории (гипотеза стационарности) Применялась плоская аэродинамическая схема несущих поверхностей

1.4. Научная новизна работы

  1. Выявлены особенности «ложного максимума» Л А с несущими поверхностями БУ, вызванные аэродинамическим влиянием возмущенного потока и течением вокруг крыла, что может приводить как к увеличению, так и к уменьшению амплитуд колебаний «максимума»

  2. Определено влияние удлинения крыла при неизменных жесткостных и массово-инерционных характеристиках на его деформации у корня при динамических нагрузках от порывов ветра

  3. Исследовано аэроупругое поведение ДПМ ЛА с прямым крылом БУ и вязко-упругими подкосами Определены оптимальные характеристики конструкции таких подкосов для снижения динамических нагрузок на ДПМ от порывов ветра при незначительном уменьшении скорости флаттера

  4. Исследовано влияние на рулевые п консольные формы фланера дітеріси-цию, а также на динамическую реакцию ЛА от порыва ветра устройства управления обтеканием крыла БУ, в состав которого входила жесткозакрепленная или шарнир-нозакрепленная вспомогательная аэродинамическая поверхность (ВАП), установленная на верхней поверхности крыла, на высоте пограничного слоя

  5. Исследовано влияние вращающихся масс, создающих гироскопический эффект, при ограничении их поворота демпфером и пружинами, возвращающими устройство в исходное положение, на флаттер ДПМ ЛА и реакцию от порывов ветра

1.5. Достоверность

Показано, что результаты расчетов удовлетворительно согласуются с данными экспериментов Программы расчетов тестировались, проводилось сравнение результатов, полученных по разным программам

1.6. Практическая значимость диссертации заключается в следующем:

выполнены расчетно-экспериментальные исследования новых конструкций ЛА с крыльями БУ с целью обеспечения их аэроупругон безопасности от флаттера, дивергенции и симметричных вертикальных порывов ветра,

разработаны устройства для увеличения скорости флаттера и уменьшения нагрузок в силовых элементах крыльев БУ от порывов ветра с помощью изменения их аэродинамических, жесткостных, массово-инерционных и демпфирующих характеристик при высокой весовой отдаче крыла,

выявлены особенности аэроупругого поведения новых конструкций ЛА с крыльями БУ в дофлаттерной области и прямого крыла БУ с вязкоупругими подкосами

1.7. Внедрение результатов

Результаты аэроупругих расчетно-экспериментальных исследований внедрены на самолете RRJ-95 (SSJ-100) ЗАО «ГСС», г Москва при доводке, а на ЛЛА СА-20П ОАО КнААПО им Ю А Гагарина, г Комсомольск-на-Амуре и на автожире А-002 ОКБ ЛА НПК «Иркут», г Иркутск при выдаче заключения на первый вылет

Результаты параметрических расчетно-экспериментальных исследований аэроупругого поведения ЛА при полете в дофлаттерной области использовались в ОКБ им В М Мясищева, г Жуковский на ДПМ самолета 63С, в АТК «Аэро» г Харьков на ЛЛА «Аэро-15» Разработанные устройства для улучшения аэроупругих характеристик крыла БУ ВАП, вязкоупругий подкос, вращающиеся массы, вызывающие гироскопический эффект, проверены на ДПМ в AT Т-203

1.8. На защиту выносятся:

— результаты параметрических расчетно-экспериментальных исследований дина
мического аэроупругого поведения ЛА с крылом БУ в дофлаттерной области,

результаты расчетно-экспериментальных исследований аэроупругого поведения ЛА с крылом БУ и вязкоупругими подкосами,

результаты расчетно-экспериментальных исследований аэроупругого поведения ЛА с крылом БУ и ВАП на его верхней поверхности

1.9. Апробация работы и публикации

Основные результаты работы докладывались в Новосибирске на пятой (1983 г ), шестой (1986 г) и седьмой (1991 г) научно-технических конференциях молодых ученых и специалистов в СибНИА, на научно-техническом совете СибНИА (неоднократно с 1989 г ), на седьмом (1991 г) и восьмом (1994 г ) Всесоюзных межведомственных симпозиумах «Колебания упругих конструкций с жидкостью», на четвертой Российско-китайской научно-технической конференции по проблемам авиационной прочности (1995 г ), на Всероссийской научно-технической конференции, посвященной 60-летию отделений аэродинамики ЛА и прочности авиационных конструкций СибНИА (2004 г), на пятых Чаплыгинских чтениях (2005 г) и на научно-техническом семинаре по аэроупругости ЦАГИ (2007 г), г Жуковский

По теме диссертации опубликовано 9 статей (одна в рецензируемом журнале) В основном исследования выполнены лично автором, в двух совместных работах вклад автора — 50 %

1.10. Структура и объем диссертации

Похожие диссертации на Улучшение аэроупругих характеристик летательного аппарата с крылом большого удлинения