Исследование аэродинамических характеристик модели фюзеляжа с радиолокационным комплексом в виде диска

Полный текст

Обоснование. В настоящее время получили распространение антенны радиолокационных комплексов в виде круглого диска, который располагается над фюзеляжем и устанавливается на одном или двух пилонах. Представляет интерес исследование влияния высоты расположения антенны радиолокационного комплекса на аэродинамические характеристики системы «фюзеляж-антенна».

Цель - определить влияния высоты расположения антенны радиолокационного комплекса на подъемную силу и лобовое сопротивление системы «фюзеляж-антенна».

Методы. Для определения аэродинамических характеристик исследуемой системы тел использовался экспериментальный тензометрический метод измерения сил, действующих на модель.

В данном исследовании выбрана схема с одним пилоном, установленным в базовой плоскости самолета. Исследуемая модель, напечатанная на 3D-принтере, показана на рис. 1.

 

Рис. 1. Пример сборки исследуемой модели

 

Испытания проводились в аэродинамической трубе Т-3 Самарского университета [1]. Эксперименты выполнены для моделей изолированного фюзеляжа, обтекателя антенны и для модели в сборке с пятью различными высотами установки антенны на пилоне. Относительные высоты расположения антенны, обез­размеренные по радиусу круглого фюзеляжа, составляли: 1 (поверхность антенны и фюзеляжа имели точку касания, схема высокоплана); 1,5; 2; 3; 4 (схемы парасоль). Диапазон углов атаки выбран следующим: от –2° до 10° с шагом 1° градус. Исследуемые модели продувались трижды.

Результаты. Получены коэффициенты подъемной силы и лобового сопротивления для моделей в зависимости от углов атаки. Определены коэффициенты интерференции, учитывающие изменение подъемной силы Ky(ф+а) и лобового сопротивления Kx(ф+а), которые введены следующими формулами:

$K_{y\text{(ф+а)}}=\frac{(C_{ya\text{к}}^{\alpha }-C_{ya\text{ф}}^{\alpha })S_{\text{м.ф}}}{C_{ya\text{а}}^{\alpha }{S}_{\text{а}}}, K_{x(\text{ф}+\text{а})}=\frac{(C_{xa0\text{к}}-C_{xa0\text{ф}})S_{\text{м.ф}}}{{C_{xa0}}_{\text{а}}{S}_{\text{a}}}$,

где $C_{ya\text{к}}^{\alpha }, C_{ya\text{ф}}^{\alpha }, C_{ya\text{а}}^{\alpha }$ — производные коэффициентов подъемной силы комбинации «фюзеляж-антенна», изолированного фюзеляжа и антенны соответственно; S_м.ф, S_a — площади миделевого сечения фюзеляжа и площади антенны в плане соответственно; C_xa0к, C_xa0ф, C_xa0а — коэффициенты лобового сопротивления при нулевом угле атаки комбинации «фюзеляж-антенна», изолированного фюзеляжа и антенны, соответственно.

 

Рис. 2. Зависимость коэффициента интерференции от безразмерной высоты пилона

 

Результаты эксперимента (рис. 2) показали немонотонную зависимость коэффициента интерференции подъемной силы K_y(ф+а) от безразмерной высоты h⁻ = h/r(где h — высота расположения антенны, расстояние от верхней поверхности фюзеляжа до горизонтальной плоскости симметрии антенны; r — радиус фюзеляжа), и монотонно возрастающую зависимость коэффициента интерференции лобового сопротивления K_x(ф+а) от безразмерной высоты пилона. Построена зависимость производной коэффициента подъемной силы по углу атаки от высоты расположения радиолокационного комплекса над фюзеляжем (рис. 3).

 

Рис. 3. Зависимость производной коэффициента подъемной силы компоновки по углу атаки от безразмерной высоты пилона

 

Показано, что существует определенная высота расположения антенны, при которой отмечается максимальное значение производной коэффициента подъемной силы по углу атаки комбинации фюзеляжа и антенны.

Выводы. Исследованы несущие характеристики и лобовое сопротивление компоновки «фюзеляж-антенна» в зависимости от высоты расположение антенны над фюзеляжем. Показано, что для достижения максимально несущих характеристик компоновок фюзеляжа с антенной лучше антенну размещать на относительной высоте над фюзеляжем приблизительно равной $\overline{h}=\mathrm{1,9}$.

Об авторах

Екатерина Николаевна Хамитова

Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева

Автор, ответственный за переписку.
Email: katja31978@gmail.com

студент, группа 1302-240507D, институт авиационной и ракетно-космической техники

Россия, Самара

Владимир Алексеевич Фролов

Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева

Email: frolov_va_ssau@mail.ru

научный руководитель, кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры конструкции и проектирования летательных аппаратов

Россия, Самара

Список литературы

Дополнительные файлы