Экспериментальное определение аэродинамических характеристик модели компоновки фюзеляжа с внешним контейнером

全文:

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:

$K=\frac{\left(C_{\text{уа\hspace{0.17em}\hspace{0.33em}ком}}^{\alpha }-C_{\text{уа\hspace{0.17em}\hspace{0.33em}ф}}^{\alpha }\right)S_{\text{м.ф}}}{C_{\text{уа\hspace{0.17em}\hspace{0.33em}конт}}^{\alpha }\cdot S_{\text{конт}}}$,

где  $C_{\text{уа\hspace{0.17em}\hspace{0.33em}ком}}^{\alpha },C_{\text{уа\hspace{0.17em}\hspace{0.33em}ф}}^{\alpha },C_{\text{уа\hspace{0.17em}\hspace{0.33em}конт}}^{\alpha }$— 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.

作者简介

Самарский национальный исследовательский университет имени С.П. Королева

编辑信件的主要联系方式.
Email: ruslana.2002@yandex.ru

студентка, группа 1301-240507D, институт авиационной и ракетнокосмической техники

俄罗斯联邦, Самара

Самарский национальный исследовательский университет имени С.П. Королева

Email: alex_ats74@mail.ru

студент, группа 1301-240507D, институт авиационной и ракетнокосмической техники

俄罗斯联邦, Самара

Самарский национальный исследовательский университет имени С.П. Королева

Email: frolov_va@ssau.ru

научный руководитель, доцент кафедры конструкции и проектирования летательных аппаратов

俄罗斯联邦, Самара

参考

补充文件