2 / 11
А.Ф. Киселев, В.В. Коваленко, Т.М. Притуло
2
Инженерный журнал: наука и инновации
# 8·2017
волны, а также волны разрежения и сжатия, создаваемые отдельными
элементами конструкции летательного аппарата. За головной удар-
ной волной в результате наслоения возмущений скачкообразно уве-
личиваются давление, температура и плотность воздуха. При удале-
нии от самолета течение трансформируется таким образом, что
распределение избыточного (относительно атмосферы) давления
принимает форму, близкую к N-волне (дальняя зона). Наблюдателем,
находящимся на поверхности земли, эта N-волна воспринимается в
виде одного или двух (в зависимости от размера самолета и высоты
полета) отдаленных взрывов. Это явление носит название звукового
удара. Его отрицательное воздействие на человека и животных (пси-
хологическое и физиологическое), а также на сооружения и построй-
ки (деструктивное) вынуждает устанавливать ограничения на его ин-
тенсивность и громкость.
Основные способы снижения уровня звукового удара заключа-
ются в разнесении в пространстве на земной поверхности отдельных
УВ и волн сжатия, генерируемых основными элементами компоновки
самолета. В этих целях используются перераспределение толщин
фюзеляжа, деформация его оси, различная V-образность наплывной и
консольной частей крыла и другие специальные приемы.
Комплексный расчетно-экспериментальный метод исследо-
вания.
В связи со сложностью прямого численного моделирования
процесса формирования и распространения волны звукового удара,
обусловленной большой протяженностью исследуемой области воз-
мущенного течения (сотни длин компоновки), где интенсивности
ударных волн изменяются на несколько порядков (до четырех), ис-
следования проводятся с использованием комплексных расчетных
методов.
Немалый интерес представляет связь результатов испытаний мо-
делей летательных аппаратов в аэродинамических трубах (АДТ) с
уровнем звукового удара самолета в реальной атмосфере.
Разработанная в Институте теоретической и прикладной механики
СО РАН (ИТПМ СО РАН) методика таких расчетно-эксперимен-
тальных исследований [1, 2] основана на измерении параметров потока
в ближней зоне модели, установленной в рабочей части АДТ, и
последующем расчете эволюции измеренных профилей давления при
удалении на большие расстояния с учетом двух- или трехмерности
течения [3].
В ЦАГИ имени профессора Н.Е. Жуковского (ЦАГИ) также в насто-
ящее время ведутся работы по внедрению экспериментально-расчет-
ного метода моделирования звукового удара в промышленных сверх-
звуковых АДТ. На первом этапе предполагаются адаптация и дальней-
шее развитие отработки этого метода для небольшой АДТ Т-113 [4].