Экспериментальное определение аэродинамических характеристик модели компоновки фюзеляжа с внешним контейнером
- Autores: 1, 1, 1
-
Afiliações:
- Самарский национальный исследовательский университет имени С.П. Королева
- Edição: Volume 1 (2023)
- Páginas: 333-334
- Seção: Теоретическая и прикладная механика
- URL: https://journals.eco-vector.com/osnk-sr2023/article/view/421806
- ID: 421806
Citar
Texto integral
Resumo
Обоснование. В качестве самолета-прототипа выбран ВМ-Т «Атлант». Его проектировали для транспортировки на космодром Байконур топлива и агрегатов ракетно-космических комплексов. Позже была выпущена модификация самолета Ан-224 «Мрия», созданная для таких же целей, как и ВМ-Т «Атлант». На сегодняшний день актуальными являются перевозки самолетами крупных грузов на внешней подвеске. Представляет интерес исследование влияния диаметра и высоты контейнера на интерференцию в компоновке.
Цель — экспериментально выявить закономерность изменения интерференции в зависимости от диаметра топливного бака и высоты расположения относительно фюзеляжа.
Методы. Для определения аэродинамических характеристик исследуемой системы тел использовался экспериментальный тензометрический метод измерения сил, действующих на модель.
Для эксперимента разработаны модели трех контейнеров и четырех пилонов с изменяющимися параметрами. Исследуемая модель выполнена на токарном станке, для этого реализована 3D модель в программе «Компас 3D», пример сборки представлен на рис. 1. Все опыты проведены в аэродинамической трубе Т-3 Самарского университета [1, 2]. Эксперименты проводились для изолированного фюзеляжа и контейнеров всех диаметров, а также для всех вариантов сборки. Диапазон углов атаки был следующим: от –6° до 6° с шагом 1°.
Рис. 1. Пример сборки исследуемой модели
Результаты. После обработки экспериментальных данных получены зависимости коэффициента подъемной силы и коэффициента лобового сопротивления от угла атаки для сборок с изменяющимися геометрическими параметрами.
На основании полученных графиков найдены производные коэффициента подъемной силы по углу атаки для всех исследуемых сборок. Коэффициент интерференции K найден по следующей формуле:
,
где — производные коэффициента подъемной силы по углу атаки для компоновки, изолированного фюзеляжа и изолированного контейнера соответственно;
Результаты приведены на рис. 2 и 3, на которых введены обозначения:
d΄ — отношение диаметра контейнера к диаметру фюзеляжа; h΄ — отношение высоты пилона к диаметру фюзеляжа.
На основании полученных графиков найдены производные коэффициента подъёмной силы по углу атаки для всех исследуемых сборок.
Рис. 2. Зависимость коэффициента интерференции от отношения диаметра контейнера к диаметру фюзеляжа
Рис. 3. Зависимость коэффициента интерференции от отношения высоты пилона к диаметру фюзеляжа
Выводы. В результате исследования выявлено, что наилучшими относительными геометрическими характеристиками являются соотношение высоты контейнера над фюзеляжем к диаметру фюзеляжа h΄ = 0,571 и отношение диаметра контейнера к диаметру фюзеляжа d΄ = 0,857, что позволяет получить максимальное значение производной коэффициента подъемной силы по углу атаки при примерно одинаковом значении коэффициента лобового сопротивления.
Texto integral
Обоснование. В качестве самолета-прототипа выбран ВМ-Т «Атлант». Его проектировали для транспортировки на космодром Байконур топлива и агрегатов ракетно-космических комплексов. Позже была выпущена модификация самолета Ан-224 «Мрия», созданная для таких же целей, как и ВМ-Т «Атлант». На сегодняшний день актуальными являются перевозки самолетами крупных грузов на внешней подвеске. Представляет интерес исследование влияния диаметра и высоты контейнера на интерференцию в компоновке.
Цель — экспериментально выявить закономерность изменения интерференции в зависимости от диаметра топливного бака и высоты расположения относительно фюзеляжа.
Методы. Для определения аэродинамических характеристик исследуемой системы тел использовался экспериментальный тензометрический метод измерения сил, действующих на модель.
Для эксперимента разработаны модели трех контейнеров и четырех пилонов с изменяющимися параметрами. Исследуемая модель выполнена на токарном станке, для этого реализована 3D модель в программе «Компас 3D», пример сборки представлен на рис. 1. Все опыты проведены в аэродинамической трубе Т-3 Самарского университета [1, 2]. Эксперименты проводились для изолированного фюзеляжа и контейнеров всех диаметров, а также для всех вариантов сборки. Диапазон углов атаки был следующим: от –6° до 6° с шагом 1°.
Рис. 1. Пример сборки исследуемой модели
Результаты. После обработки экспериментальных данных получены зависимости коэффициента подъемной силы и коэффициента лобового сопротивления от угла атаки для сборок с изменяющимися геометрическими параметрами.
На основании полученных графиков найдены производные коэффициента подъемной силы по углу атаки для всех исследуемых сборок. Коэффициент интерференции K найден по следующей формуле:
,
где — производные коэффициента подъемной силы по углу атаки для компоновки, изолированного фюзеляжа и изолированного контейнера соответственно;
Результаты приведены на рис. 2 и 3, на которых введены обозначения:
d΄ — отношение диаметра контейнера к диаметру фюзеляжа; h΄ — отношение высоты пилона к диаметру фюзеляжа.
На основании полученных графиков найдены производные коэффициента подъёмной силы по углу атаки для всех исследуемых сборок.
Рис. 2. Зависимость коэффициента интерференции от отношения диаметра контейнера к диаметру фюзеляжа
Рис. 3. Зависимость коэффициента интерференции от отношения высоты пилона к диаметру фюзеляжа
Выводы. В результате исследования выявлено, что наилучшими относительными геометрическими характеристиками являются соотношение высоты контейнера над фюзеляжем к диаметру фюзеляжа h΄ = 0,571 и отношение диаметра контейнера к диаметру фюзеляжа d΄ = 0,857, что позволяет получить максимальное значение производной коэффициента подъемной силы по углу атаки при примерно одинаковом значении коэффициента лобового сопротивления.
Sobre autores
Самарский национальный исследовательский университет имени С.П. Королева
Autor responsável pela correspondência
Email: ruslana.2002@yandex.ru
Самарский национальный исследовательский университет имени С.П. Королева
Email: alex_ats74@mail.ru
Самарский национальный исследовательский университет имени С.П. Королева
Email: frolov_va@ssau.ru
Bibliografia
- Комаров В.А., Тарасов В.В. Вузовская учебно-исследовательская аэродинамическая труба // Общероссийский научно-технический журнал «Полет». 2006. № 10. С. 23–40.
- Назаров Д.В., Никитин А.Н., Тарасова Е.В. Экспериментальная аэродинамика. Самара: Изд-во Самарского университета, 2020. 176 с.