Моделирование когерентных структур в атмосфере и оценка их воздействия на самолет
Авторы: Вышинский В.В., Зоан Конг Тьинь
Опубликовано в выпуске: #6(114)/2021
DOI: 10.18698/2308-6033-2021-6-2085
Раздел: Авиационная и ракетно-космическая техника | Рубрика: Аэродинамика и процессы теплообмена летательных аппаратов
Предложен инженерный метод оценки аэродинамического воздействия возмущенной атмосферы на летательный аппарат. В качестве источника вихревых структур могут рассматриваться вихревые ветровые следы, которые возникают при обтекании ландшафта, крупных сооружений, движущихся или неподвижных авианесущих платформ атмосферным ветром, а также вихревые следы за летательными аппаратами и т.д. Рассмотрена ситуация попадания легкого транспортного самолета и самолета типа МС-21 в вихревой след за сверхтяжелым самолетом А-380 при полете по глиссаде. Формирование когерентной вихревой структуры за А-380 выполнено сеточным методом в рамках краевой задачи для осредненных по Рейнольдсу уравнений Навье — Стокса. Эволюция и стохастика дальнего следа осуществляются с помощью авторского компьютерного кода, написанного в системе MATLAB, в рамках дискретных вихрей с ядром Рэнкина. Оценка приращения сил и моментов от воздействия вихревой системы на самолет выполнена в рамках панельного метода.
Литература
[1] Gerz T., Holzaephel F., Darracq D. Aircraft Wake Vortices. WakeNet Position Paper. The European Thematic Network on Wake Vortex, April, 2001.
[2] Vyshinsky V.V., Kudrov M.A., Zudov K.A. On the flight operating safety in the mountainous zone airport. 29th Congress of the International Council of the Aeronautical Science. St. Petersburg Russia, 7–12.09.2014. Proceedings. ISBN: 3-932182-80-4 0351, p. 11.
[3] Vyshinsky V.V., Zudov K.A., Rohacs J. Effects of atmospheric turbulence on UAV. IFFK 2014, 2014 Augusztus, pp. 25–27.
[4] Босняков И.С., Судаков Г.Г. Расчет разрушения вихревого следа за пассажирским самолетом с помощью метода моделирования больших вихрей второго порядка аппроксимации. Труды МФТИ, 2014, т. 6, № 3, с. 3–12.
[5] Босняков И.С., Судаков Г.Г. Верификация инженерной модели разрушения вихревого следа за самолетом с помощью метода моделирования больших вихрей. Труды МФТИ, 2015, т. 7, № 2, с. 83–98.
[6] Вышинский В.В., Судаков Г.Г. Вихревой след самолета в турбулентной атмосфере (физические и математические модели). Труды ЦАГИ. Вып. 2667. Москва, ЦАГИ, 2005, с. 1–155 модель ЦАГИ.
[7] Свириденко Ю.Н., Инешин Ю.Л. Применение панельного метода с симметризацией особенностей к расчету обтекания самолета с учетом влияния струй двигателей. Труды ЦАГИ. Вып. 2622. Москва, ЦАГИ, 1996, c. 41–53.
[8] Фроста У., Моулдена Т. Турбулентность. Принципы и применения. Москва, Мир, 1980, 535 с.
[9] Donaldson Coleman duP. Calculation of turbulent shear flows for atmospheric and vortex motions. AIAA Journal, 1972, vol. 10, no. 1, pp. 4–12.
[10] Роуч П. Вычислительная гидродинамика. Москва, Мир, 1980, 616 с.
[11] Stasenko A.L., Vyshinsky V.V. Aircraft vortex wake: environmental and flight safety aspects of the problem. SAE/AIAA, 1998, Paper 98-5590, 12 p.
[12] Вышинский В.В., Стасенко А.Л. Моделирование струйно-вихревого следа тяжелого лайнера над аэродромом. Математическое моделирование, 2003, т. 15, № 11, с. 69–90.
[13] Вышинский В.В., Стасенко А.Л. Физические модели, численные и экспериментальные исследования аспектов авиационной экологии и безопасности полетов. Труды МФТИ, 2009, т. 1, № 3, с. 24–40. ISSN 2072-6759.
[14] Airbus A380. Grabcad Library. URL: https://grabcad.com/library/a380-13 (дата обращения 09.10.2020).
[15] Михайлов Ю.С. Моделирование воздействия вихревого следа на модель самолета в аэродинамической трубе. Научный Вестник МГТУ ГА, 2012, № 175, c. 62–69.
[16] Template-Irkut MS-21. Aircraft. URL: https://3dwarehouse.sketchup.com/model/2d7562f5bf2c7f2da1d85548168d6015/Template-Irkut-MS-21-original-by-Saelin-WIP-2mb (дата обращения 25.01.2021).