Введение к работе
Актуальность темы обусловлена тем, что проектирование перспективных летательных аппаратов связано с проработкой множества вариантов аэродинамических компоновок, в том числе и с работающей силовой установкой. Испытания в аэродинамических трубах требуют больших капиталовложений и энергетических затрат. Численные методы, обладающие высокой оперативностью, позволяют сократить число рассматриваемых вариантов исследуемой компоновки на предварительных этапах её проектирования.
Несмотря на значительный прогресс, достигнутый в последнее десятилетие при решении уравнений Эйлера, Навье-Стокса и полного потенциала различными конечно-разностными методами, методы распределенных гидродинамических особенностей (в частности, различные панельные методы), базирующиеся на модели идеальной жидкости, продолжают оставаться основными и наиболее доступными инструментами расчетов обтекания летательных аппаратов и их частей на до- и сверхзвуковых скоростях.
Цель работы заключается в разработке эффективного универсального панельного метода расчёта аэродинамических характеристик сложных самолетных компоновок на малых дозвуковых скоростях с моделированием режимов работы силовой установки.
Научная новизна работы состоит в том. что в ней впервые:
-
Показано, что метод возмущенного потенциала с постоянными особенностями на панелях не имеет ограничений на геометрию исследуемой компоновки и в этом смысле является универсальным. Метод полного потенциала с постоянными особенностями не может быть использован для расчета обтекания несимметричных профилей, стреловидных крыльев и фюзеляжеобразных тел с непрямой осью. Методы потенциала с кусочно-линейными особенностями не приводят к уточнению характеристик при пространственном обтекании тел и требуют существенно больших затрат ЭВМ для проведения расчетов.
-
На основе панельного метода возмущенного потенциала предложены модели схематизированных двигателей: винта, мотогондолы, винта в кольце и эжекторз.
-
Для анализа обтекания мотогондол турбореактивных двигателей, имеющих сложные внутренние протоки, предложены и апробированы гидродинамические модели с изолированными воздухозаборником и соплом.
-
Методом возмущенного потенциала решена задача обтекания комбинации "крыло+фюзеляж+оперение" в условиях интерференции с силовой установкой и показано, как пелена диполей, моделирующая завихренный след за крылом (оперением), должна быть связана с поверхностью фюзеляжа и оперения.
На защиту выносится:
Созданные на основе панельного метода возмущенного потенциала модель струйного течения и гидродинамические модели элементов силовых установок.
Разработка алгоритмов и прикладных программ расчета аэродинамических характеристик сложных аэродинамических компоновок, в том числе с учетом интерференции с работающей силовой установкой.
Практическая ценность работы состоит в том. что Разработанный метод доведен до прикладной программы и может быть использован в конструкторских бюро для решения задач проектирования летательны' аппаратов, а также для исследования интерференции планера с работающей силовой установкой.
Достоверность результатов, полученных в диссертации, подтверждается удовлетворительным согласием с имеющимися точными решениями, с результатами расчетов полученными с помощью других апробированных численных методов в которых использованы другие подходы, а также с экспериментальными
данными
Внедрение результатов. Разработанная в диссертационной работе прикладная программа расчета аэродинамических характеристик для ЭВМ внедрена в АООТ ОКБ Сухого" и в АНТК "Крыло" г. Омск.
Апробация. Результаты диссертации докладывались и обсуждались:
на конференциях молодых специалистов ИТПМ СО АН СССР (1988, 1989 гг.);
на семинаре по аэродинамике в МАИ (руководитель Ю.А. Рыжов, 1988 г.);
на конференции молодых специалистов СибНИА (1989 г.);
на семинаре по аэродинамике в КАИ (руководитель В.Г. Павлов, 1989 г.); -на 3-х Чаплыгинских чтениях СибНИА (1989 г.);
на Чтениях, посвященных 100-летию Б.Н. Юрьева (МАИ, 1989 г.);
на V-й Всесоюзной школе по методам аэрофизических исследований (г. Абакан, 1989 г.),
на семинаре по аэродинамике в филиале ЦАГИ (руководитель СМ. Белоцерков-ский, 1988. 1989 гг.):
-на 1-й Советско-Китайской конференции по аэродинамике (г. Новосибирск, 1991 г.).
- на семинаре по аэродинамике во втором отделении ЦАГИ (руководитель В.Г.
Микеладэе 1994 г.);
- на семинаре по аэродинамике в ВВИА им. НЕ. Жуковского (Руководитель
М.И. Ништ. 1994 г);
- на IV Китайско-Российском симпозиуме по аэродинамике (г. Пекин, 1995 г.)
Публикации. По теме диссертации автором опубликовано 4 работы (см.
список в конце автореферата).
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав заключения, списка использованной литературы и приложения. Общий объем работы - 131 страница, в том числе 70 иллюстраций и 2 страницы приложения Список литературы включает 95 наименований.