Введение к работе
Актуальность темы. Сегодня в мире эксплуатируются и разрабатывают-двухдвигательные турбовинтовые самолеты, предназначенные для перевозки і скоростью 400...700 км/ч пассажиров на местных воздушных линиях или уза на дальность, приближающуюся к дальности среднемагистральных само-тов. При разработке таких самолетов обычно используют одну го трех типо-сс схем размещения двигателей:
на крыле с тянущими воздушными винтами;
на крыле с толкающими воздушными винтами;
на пилонах в хвостовой части фюзеляжа с толкающими воздушными винтами.
Горизонтальное оперение устанавливается, как правило, на фюзеляже, ли-) на вертикальном оперении Т-образно.
Разнообразие компоновочных схем, по которым строятся двухвинтовые молеты, связано как с разнообразием решаемых ими задач, так и с отсутстви-i корректных оценок эффективности используемых решений. Как нужно ;омпоновать самолет и двигатели, чтобы усилить их достоинства и ослабить достатки или, иначе говоря, обеспечить положительную азродинамігческую ггерферешщю?
Исследования по этой проблеме проводились на протяжении ~60 лет. Од-1ко, в связи со сложностью эксперимента, необходимостью получения с высо->й точностью приращений аэродинамических нагрузок на планере и воздуш-)м винте, систематических результатов, которые позволили бы оценить со-ршенство интеграции силовой установки и планера, получено не было. Таким >разом, проведение указанных исследований представляется актуальным.
Целью настоящего исследования являлось изучение особенностей аэро-шамики типовых схем двухвинтового самолета, различающихся компоновкой шовой установки, и сравнение их эффективности на крейсерском и взлетно-хадочных режимах.
Способ достижения цели - экспериментальное исследование влияния воз-тпных винтов на аэродинамические характеристики планера и влияние пла-фа на эффективность воздушных винтов.
Научная новизна работы состоит в том, что в ней впервые:
-
Разработана и апробирована методика испытаний моделей самолетов с >здушными винтами в аэродинамической трубе малых скоростей, обеспечи-іющая возможность исследований аэродинамической интерференции воздуш-лх винтов и планера самолета. Эта методика существенно повышает инфор-їтивность опытов, обеспечивает удовлетворение основным критериям подові аэродинамических нагрузок на воздушном винте и кинематического полота в струе, позволяет на качественно новом уровне проводить отработку аэро-шамической компоновки винтовых самолетов.
-
В условиях, обеспечивающих корректность сравнения, получены аэро-шамические характеристики трех типовых схем двухвинтового самолета, раз-ічающихся компоновкой силовой установки. Во всем диапазоне полетных
значений тяги воздушных винтов исследованы основные эффекты аэродинамической интерференции силовой установки и планера: определено влияние воздушных винтов на суммарные аэродинамические нагрузки планера и влияние планера на эффективность и нормальную силу воздушных винтов.
3. На основе анализа полученных экспериментальных данных выявлены и объяснены особенности аэродинамики исследованных типовых компоновок двухвинтового самолета и определены комплексные показатели их совершенства на крейсерском и взлетном режимах.
На защиту выносится:
" Методика испытаний моделей самолетов с воздушными винтами в аэродинамической трубе малых скоростей, обеспечивающая возможность исследований аэродинамической интерференции воздушных винтов и планера самолета.
Аэродинамические характеристики трех типовых схем двухвинтового самолета, различающихся компоновкой силовой установки, полученные в условиях, обеспечивающих корректность сравнения.
Достоверность полученных в работе материалов подтверждается подробным анализом погрешности измерений, многократной повторяемостью результатов, удовлетворительным согласованием с известными данными других исследований.
Практическая ценность работы обусловлена острейшей нуждой самолетостроительных ОКБ в подобных материалах. Разработанная методика внедрена в аэродинамической трубе Т-203 СибНИА и применялась при испытаниях моделей самолетов Су-26, С-80, Ту-34, Лк-58, Бе-103 и других летательных аппаратов. Полученные в работе оценки использовались при разработке новых самолетов отраслевыми ОКБ России. Выводы работы могут быть легко распространены на четырехдвигательные схемы пассажирских и транспортных самолетов.
Апробация. Результаты диссертации докладывались и обсуждались:
на ХУШ научно-технической конференции молодых специалистов и членов НТО (Киев, 1987 г.);
на научно-технической конференции "V школа по методам аэрофизических исследований". (СО АН СССР, Институт теоретической и прикладной механики, Новосибирск, 1990);
на 1-м Российско-Корейском Международном симпозиуме (Республика Корея, Ульсан, 1997 г.);
на 5-х Чаплыгинских Чтениях (СибНИА, Новосибирск, 1999 г.);
на всероссийской научно-технической конференции "Фундаментальные проблемы аэротермодинамики силовых установок летательных аппаратов". (Жуковский, 1999 г.). Публикации. По теме диссертации автором опубликовано 5 работ (см. список в конце автореферата). .
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 4-х глав, заключения, списка использованной литературы и приложения. Общий