Обгрунтування науково-методичного апарату розрахункової оцінки аеродинамчних характеристик безпілотного літального апарату при польоті на надзвукових швидкостях під час його концептуального проєктування
DOI:
https://doi.org/10.34169/2414-0651.2024.1(41).82-88Ключові слова:
аеродинамічні характеристики, метод збурених тисків, граничні умови, інтегральні рівнянняАнотація
У статті наведено результати аналізу та узагальнення відомих теоретичних даних щодо чисельного методу збурених тисків для здійснення оціночних розрахунків основних аеродинамічних характеристик БпЛА при польоті на надзвукових швидкостях.
Досвід застосування БпЛА у ході бойових дій показав, що одним з головних показників з переліку технічних характеристик серед визначальних, таких як: дальність, тривалість, маса бойової частини, ефективна площина розсіювання, є і швидкість польоту. Реалізація високих швидкостей дозволяє мінімізувати перебувати БпЛА у зоні дії вогневих засобів проти-повітряної оборони противника та більш оперативно досягати цілі.
Останнім часом з’являється інформація щодо активізації робіт з розроблення в деяких країнах, у тому числі і в Україні, надзвукових БпЛА для виконання різноманітних задач в оперативно-тактичній та стратегічній операційних зонах глибини побудови оборони противника. Така постановка питання передбачає дослідження з вибору оптимального аеродинамічного компонування зразків, що безпосередньо пов’язане з необхідністю дослідження аеродинамічних характеристик як на дозвукових так і на надзвукових швидкостях.
Наведений науково-методичний апарат пропонується для отримання розрахункових даних про основні аеродинамічні характеристики з метою послідуючого прийняття або коригування конструктивно-компонувальних рішень в ході концептуального проектування. Наведена математична модель побудована для ідеального середовища, тому для врахування сил в’язкості в роботі здійснено синтез згаданої математичної моделі лінійної аеродинаміки надзвукових швидкостей, що чисельно реалізована за рахунок комбінації методу збурених тисків та інженерних методик розрахунку літальних.
Наведено основні співвідношення та рівняння замкненої системи інтегральних рівнянь, особливості запропонованої чисельної реалізації та деякі результати тестових розрахунків.
Завантаження
Посилання
Uncrewed ambitions of the Loyal Wingman. Available at: https://www.airforce-technology. Com / features / uncrewed – ambitions – of – the – loyal – wingman.
Ukraine develops new jet-powered kamikaze unmanned aerial vehicle. World Defence News. Available at: https://worlddefencenews.blogspot.Com.
Ilyushko, V.M. & Mitrakhovich, M.M. (2009). “Bespilotnye letatelnye apparaty. Metodiki priblizhennykh raschetov osnovnykh parametrov i kharakteristikˮ [Unmanned aerial vehicles. Methods of approximate calculations of basic parameters and characteristics], Central Research Inst. of Air Transport of the Armed Forces of Ukraine. K. P. 302.
Mitrakhovich, M.M., Silkov, V.I., Samkov, A.V. & Semenov, V.B. (2016). “Bespilotnye letatelnye apparaty. Obosnovanie i raschet osnovnykh parametrov i kharakteristikˮ [Unmanned aerial vehicles. Justification and calculation of basic parameters and characteristics], AT «Motor-Sich», Zaporozhye. P. 268.
Zhdanov, S. & Silkov V. The Mathematical Models for Research of the UAV Longitudinal Moving. Int. J. of Computer Network and Information Security (IJCNIS). Oct., 2021.Vol. 13. № 5. Pp. 29—39. DOI: https://doi.org/10.5815/ijcnis.2021.05.03
Zirka, A.L, Rastryhin, O.O. & Silkov, V.I. (2022). “Metodologichni osnovy kompleksnoi otsinky aerodynamichnykh kharakterystyk BpLA na etapi kontseptualnogo proektuvanniaˮ [Methodological bases of complex assessment of aerodynamic characteristics of UAVs at the stage of conceptual design], Coll. of scientific works. K.: Central Research Inst. of Aircraft of the Armed Forces of Ukraine. Vol. 2(85). Pp. 127—143.
Bonch-Bruevich, G.F. (1977). “Aerodynamicheskie kharakteristiki samoletov i ikh raschetˮ [Aerodynamic characteristics of airplanes and their calculation], K.: KVVAIU. P. 96.
Belotserkovsky, S.M., Kudryavtseva, N.A., Popitalov, S.A. & Tabachnikov, V.G. (1983). “Issledovanie sverkhzvykovoi aerodynamiki samoletov na EVMˮ [Research of supersonic aerodynamics of airplanes on the computer], M.: Nauka. P. 335.
Deev, A.V. (1980). “Issledivaniia po metodike rascheta aerodynamicheskikh kharakteristik treugolnykh krylev metodom vozmushchennykh davleniiˮ [Research on the method of calculation of aerodynamic characteristics of triangular wings by the method of perturbed pressures], Scient. and method. mater. on aerodynamics of aircraft. M.: VVIA named after Prof. N.E. Zhukovskogo. Ch. 1. Pp. 151—163.
Gusakovskiy, A.M. & Deev, A.V. (1980). “Nekotorye osbennosti chislennogo rascheta na EVM aerodynamicheskykh harakteristik letatelnogo apparata pri ego vrashchenii na sverkhzvukovoi skorostiˮ [Some features of numerical calculation on the computer of aerodynamic characteristics of the aircraft at its rotation at supersonic speed], scient. and method. mater. on aerodynamics of aircraft. M.: VVIA named after Prof. N.E. Zhukovskii. Ch. 1. Pp. 164—171.
Deev, A.V. (1979). “Issledovaniia po metodike rascheta priamougolnykh krylev metodom vozmushchennykh davlenii pri М>1ˮ [Research on the method of calculation of rectangular wings by the method of perturbed pressures at M>1], scient. and method. mater. on aerodynamics of aircraft. M.: VVIA named after Prof. N.E. Zhukovskogo. Ch. 1. Pp. 138—144.
Polovkov, A.F. (1980). “K zadache o slabom vozdeistvii udarnoi volny ili poryvov vozdukha na letatelnyi apparat pri sverkhzvukovykh skorostiakh poletaˮ [To the problem of the weak impact of shock waves or gusts of air on the aircraft at supersonic flight speeds], scient. and method. mater. on aerodynamics of aircraft. M.: VVIA named after Prof. N.E. Zhukovskogo. Ch. 1. Pp. 84—95.
Bratusev, V.V. (1980). “Issledovaniia po metodike rascheta aerodynamicheskikh kharakteristik letatelnykh apparatov s boevymi povrezhdeniiami pri sverkhzvukovykh skorostiakh poletaˮ [Studies on the method of calculating the aerodynamic characteristics of aircraft with combat damage at supersonic flight speeds], scient. and method. mater. on aerodynamics of aircraft. M.: VVIA named after Prof. N.E. Zhukovskogo. Ch. 1. Pp. 172—182.
Polovkov, A.F. (1980). “Osobennosti chislennogo metoda rascheta slabogo vozdeistviia udarnoi volny ili poryvov vozdukha na letatelnyi apparat pri sverkhzvukovykh skorostiakh poletaˮ [Features of the numerical method of calculating the weak impact of shock waves or gusts of air on the aircraft at supersonic flight speeds], scient. and method. mater. on aerodynamics of aircraft. M.: VVIA named after Prof. N.E. Zhukovskogo. Ch. 1. Pp. 183—191.
Kudryavtsev, V.A. (1989). “Issledovaniia po metodike rascheta aerodynamicheskikh kharakteristik skhematizirovannykh tel vrashcheniia pri М>1ˮ [Studies on the method of calculation of aerodynamic characteristics of schematized bodies of rotation at M], Aerodynamics of aircraft. Scient. and method. mater. M.: VVIA named after Prof. N.E. Zhukovsky. Ch. 2. Pp. 44—48.
Kudryavtsev, V.A., Popytalov, S.A. & Shamshurin, A.D. (1989). “Aerodynamicheskie kharakteristiki prostranstvennykh nesushchikh system pri vozdeistvii slaboi udarnoi volny i vozdushnogo poryva na sverkhzvukovykh skorostiakhˮ [Aerodynamic characteristics of spatial carrier systems under the influence of a weak shock wave and air gust at supersonic speeds], Aerodynamics of Aircraft. Scient. and method. mater. M.: VVIA named after Prof. N.E. Zhukovsky. Ch. 2. Pp. 49—56.
Kudryavtsev, V.A., Popytalov, S.A. & Shamshurin, A.D. (1989). “Aerodynamicheskie kharakteristiki krylatykh raketˮ [Aerodynamic characteristics of cruise missiles], Aerodynamics of aircraft. Scient. and method. mater. M.: VVIA named after Prof. N.E. Zhukovsky. P. 2. Pp. 57—61.
Rasstrygin, A.A. (2003). “Nekotorye aspekty metodologicheskogo podkhoda k povysheniiu effektivnosti gidrodynamicheskogo proektirovaniia letatelnykh apparatov vodnogo i amfibiinogo bazirovaniiaˮ [Some aspects of the methodological approach to improving the efficiency of hydrodynamic design of water and amphibious aircraft], Coll. of scient. articles of IV Intern. Scient. Technical Conf. «Gyrotechnologies, navigation, motion control and design of aerospace engineering». April 21 – 23. K.: NTUU «KPI». Vol. 2. Pp. 173—183.
“Aerodynamika litalnykh aparativ; za red. Yu.M. Tereshchenkaˮ [Aerodynamics of aircraft; ed. by Y.M. Tereshchenko], Higher Education. K. 2002. P. 255.
Rastrygin, A.A., Mayboroda, A.N. & Mikhalochkin, N.A. (2004). “Metodologicheskie osnovy sinteza metodov v zadache opredeleniia gidrodynamicheskikh kharakteristik letatelnykh apparatov vodnogo i amfibiinogo bazirovaniia dlia otsenki ikh morekhodnosti pri prodolnom dvizhenii po vodnoi poverkhnostiˮ [Methodological bases of synthesis of methods in the task of determining the hydrodynamic characteristics of water and amphibious aircraft for assessing their seaworthiness at the time of cross-country movement on the water surface], Proc. of VI Intern. Scient. and Techn. Conf. «AVIA - 2004». April 26 -28. K.: NAU. Vol. 3. Pp. 33.72—33.75.
“Osnovy voenno-tekhnicheskikh issledovanii. Teoriia i prilozheniia. Syntez system vooruzheniia i voennoi tekhniki: monographiia pod. red. O.P. Kovtunenkoˮ [Foundations of military-technical research. Theory and applications. Synthesis of weapon and military equipment systems: monograph ed. by O.P. Kovtunenko]. K.: NAU. Vol. 1. 2011. P. 500.
Downloads
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2024 Андрій Зірка,Олеександр Расстригін
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
