Изгибно-крутильный флаттер аэродинамического профиля со скачками уплотнения
| Сафронов, АВ, Семон, БЙ, Недилько, АН |
| Косм. наука технол. 2019, 25 ;(2):12-21 |
| https://doi.org/10.15407/knit2019.02.012 |
| Язык публикации: Украинский |
Аннотация: Предлагается одна из возможных математических моделей оценки влияния скачков уплотнения на величину критического скоростного напора изгибно-крутильного флаттера прямого аэродинамического профиля в трансзвуковом потоке воздуха. Математическая модель базируется на традиционных методах классического (двухстепенного) флаттера, на совместном анализе уравнений Бернулли для сжимаемого газа, характеристик сверхзвукового потока газа в течении Прандтля — Майера и на применении гипотезы «динамического искривления профиля». На базе линеаризации уравнений Бернулли для сжимаемого газа, а именно для воздуха, получено условие формирования скачков уплотнения на поверхности аэродинамического профиля в трансзвуковом диапазоне чисел Маха. На базе этого условия, учитывая характер изменения параметров местного сверхзвукового потока при обтекании диффузорной части поверхности аэродинамического профиля, и на базе гипотезы «динамического искривления профиля» получены приближенные закономерности взаимодействия скачков уплотнения с изгибно-крутильными колебаниями аэродинамического профиля.
Полученные закономерности использованы для формирования математических моделей оценки величин дестабилизирующих и возмущающих сил и моментов, обусловленных особенностями взаимодействия скачков уплотнения с изгибно-крутильными колебаниями аэродинамического профиля. Оценка критического скоростного напора изгибно-крутильного флаттера аэродинамического профиля со скачками уплотнения выполнялась путем решения системы двух дифференциальных уравнений второго порядка, на основании которого получены приближенные аналитические зависимости величин критического скоростного напора изгибно-крутильного флаттера аэродинамического профиля, как в однородном потоке воздуха, так и в потоке со скачками уплотнения. Сравнением полученных результатов показано, что величина критического скоростного напора изгибно-крутильного флаттера типовых аэродинамических профилей со скачками уплотнения всегда меньше, чем величина критического скоростного напора изгибно-крутильного флаттера в однородном потоке воздуха.
|
| Ключевые слова: аэродинамический профиль, давление, изгибно-крутильный флаттер, математическая модель, сжимаемость воздуха, скачки уплотнения, скоростной напор, трансзвуковой поток, число Маха |
References:
1. Abramovich G. N. (1976). Applied gas dynamics. Moscow:Science.
2. Aerodynamics of aircraft at transonic speeds. Part II.(1974). CAHI, No. 442, 161 p.
3. Aerodynamic study of an oscillating control surface at transonic velocities (1975). TsAGI, No. 456, 105 p.
4. Bisplinghoff R. L., Ashley H., Halfman R. L. (1958). Aeroelasticity. Moscow: Foreign Literature Publishing House.
5. Goschek I. (1954). Aerodynamics of high speeds. Moscow: IL.
6. Den-Hartog J. P. (1960). Mechanical Oscillations. Moscow: Fizmatgiz.
7. Foreign military equipment (1996). Foreign military review,No. 5, 58—62.
8. Isogai K. (1981). On the mechanism of a sharp decrease in the flutter boundary of a straight sweep in a transonic flight mode. Part II. RTK, 19, No. 10, 169—171.
2. Aerodynamics of aircraft at transonic speeds. Part II.(1974). CAHI, No. 442, 161 p.
3. Aerodynamic study of an oscillating control surface at transonic velocities (1975). TsAGI, No. 456, 105 p.
4. Bisplinghoff R. L., Ashley H., Halfman R. L. (1958). Aeroelasticity. Moscow: Foreign Literature Publishing House.
5. Goschek I. (1954). Aerodynamics of high speeds. Moscow: IL.
6. Den-Hartog J. P. (1960). Mechanical Oscillations. Moscow: Fizmatgiz.
7. Foreign military equipment (1996). Foreign military review,No. 5, 58—62.
8. Isogai K. (1981). On the mechanism of a sharp decrease in the flutter boundary of a straight sweep in a transonic flight mode. Part II. RTK, 19, No. 10, 169—171.
https://doi.org/10.2514/3.78539. Keldisch M. V. (1985). Selected works. Mechanics. Moscow: Science.
10. Levkin V. F. (1982). Experimental studies of non-stationary aerodynamic characteristics of control surfaces at transonic speeds. Papers of TsAGI, No. 2132, 16 p.
11. Safronov A. V. (1991). Aerodynamic impact of shock waves on aileron oscillating in a transonic flow on aileron.CAHI Notes, 21(3), 110—117.
12. Safronov A. V., Semon B. Y., Nedilko A. N. (2018). Mathematical model to estimate the effect of aerodynamic aircraft control surfaces compensation on the level of their vibrations in case of transonic flutter. Kosm. nauka tehnol., 24(4), 14—23.
10. Levkin V. F. (1982). Experimental studies of non-stationary aerodynamic characteristics of control surfaces at transonic speeds. Papers of TsAGI, No. 2132, 16 p.
11. Safronov A. V. (1991). Aerodynamic impact of shock waves on aileron oscillating in a transonic flow on aileron.CAHI Notes, 21(3), 110—117.
12. Safronov A. V., Semon B. Y., Nedilko A. N. (2018). Mathematical model to estimate the effect of aerodynamic aircraft control surfaces compensation on the level of their vibrations in case of transonic flutter. Kosm. nauka tehnol., 24(4), 14—23.
13. Svyshchev G. P. (1975). Efficiency of the steering wheel and its hinge moments at high speeds. Works of CAHI, No. 1722, 10 p.
14. Strelkov C. P. (1964). Introduction to the theory of oscillations. Moscow: Nauka.
14. Strelkov C. P. (1964). Introduction to the theory of oscillations. Moscow: Nauka.