Инженерный журнал: наука и инновацииЭЛЕКТРОННОЕ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ИЗДАНИЕ
свидетельство о регистрации СМИ Эл № ФС77-53688 от 17 апреля 2013 г. ISSN 2308-6033. DOI 10.18698/2308-6033
  • Русский
  • Английский
Статья

Учет влияния числа Рейнольдса и отклонения флаперона при оптимизации профиля крыла беспилотного летательного аппарата

Опубликовано: 19.11.2020

Авторы: Кочурова Н.И., Пархаев Е.С., Семенчиков Н.В.

Опубликовано в выпуске: #11(107)/2020

DOI: 10.18698/2308-6033-2020-11-2030

Раздел: Авиационная и ракетно-космическая техника | Рубрика: Аэродинамика и процессы теплообмена летательных аппаратов

Рассмотрены решения многокритериальной задачи оптимизации профиля крыла малоразмерного беспилотного летательного аппарата (МБПЛА) при различных ограничениях. Предложена постановка задачи многокритериальной оптимизации формы профиля, исходя из условия горизонтального полета МБПЛА, с дополнительным условием, связанным с изменением полетного числа Рейнольдса крыла МБПЛА. Такая постановка задачи позволяет оптимизировать профиль с учетом нагрузки на крыло проектируемого аппарата. Проведена оптимизация профиля крыла в широком диапазоне как коэффициентов подъемной силы Cya, так и чисел Рейнольдса. Показано, что учет числа Рейнольдса позволяет улучшить качество результата, получаемого при оптимизации. Предложена методика многокритериальной оптимизации профиля крыла с безщелевой механизацией (с флапероном). Найдено, что при равных значениях относительной толщины полученный в результате оптимизации механизированный профиль имеет меньшую (на 1,5 %) относительную вогнутость, чем оптимизированный профиль без механизации, благодаря чему достигается выигрыш в коэффициенте сопротивления при близких к нулю значениях коэффициента подъемной силы. Показано, насколько выгодным может быть использование профиля крыла с флапероном на крыльях МБПЛА в отличие от профиля без механизации.


Литература
[1] Брусов В.С., Петручик В.П., Морозов Н.И. Аэродинамика и динамика полета малоразмерных беспилотных летательных аппаратов. Москва, МАИ-Принт, 2010, 339 с.
[2] Tani I. Low speed flows involving bubble separations. Progress in Aeronautical Sciences, 1964, no. 5, pp. 70–103.
[3] Selig M. Summary of low-speed airfoil data. SoarTech Publications, Virginia. 1995, vol. I.
[4] Langtry R.B., Menter F.R. Correlation–Based Transition Modeling for Unstructured Parallelized Computational Fluid Dynamics Codes. AIAA Journal, 2009, vol. 12, no. 47, pp. 2894–2906.
[5] ANSYS FLUENT flow modelling simulation software. http://www.ansys.com
[6] Hicks R.M., Henne P.A. Wing design by numerical optimization. Journal of Aircraft, 1978, vol. 15, no. 7, pp. 407–412.
[7] Ping He, Mader Charles A., Joaquim R., Martins R.A., Maki Kevin J. An Aerodynamic Design Optimization Framework Using a Discrete Adjoint Approach with OpenFOAM. Computers & Fluids, 2018, no. 168, pp. 285–303.
[8] Maughmer M.D., Coder J.G. Comparisons of Theoretical Methods for Predicting Airfoil Aerodynamic Characteristics. U.S. army research, development and engineering command, Pennsylvania, 2010.
[9] Пархаев Е.С., Семенчиков Н.В. Методика аэродинамической оптимизации крыльев малоразмерных беспилотных летательных аппаратов. Вестник Московского авиационного института, 2018, т. 25, № 3, c. 7–16.
[10] Пархаев Е.С., Семенчиков Н.В. Некоторые вопросы оптимизации профиля крыла малоразмерного беспилотного летательного аппарата. Электронный журнал «Труды МАИ», 2015, № 80. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=56884