Исследование аэродинамических характеристик самолета при попадании в зону турбулентности ясного неба и вопросы безопасности полета
Авторы: Вышинский В.В., Зоан Конг Тьинь
Опубликовано в выпуске: #12(132)/2022
DOI: 10.18698/2308-6033-2022-12-2235
Раздел: Авиационная и ракетно-космическая техника | Рубрика: Аэродинамика и процессы теплообмена летательных аппаратов
Сдвиговые течения в атмосфере приводят к образованию зон турбулентности ясного неба (ТЯН). При характерном размере по горизонтали от 20 км до 2000 км эти зоны могут иметь толщину менее 1000 м, что затрудняет их обнаружение и создание эффективных систем поиска обходных путей. Зоны интенсивной ТЯН встречаются на высотах до 30 км и выше. Основная особенность ТЯН в том, что возникает она не в облаках, а в чистом небе с хорошей видимостью, где метеорологический радиолокатор не может их уловить, а экипаж — подготовиться. Ежегодно в мировой гражданской авиации фиксируются около 750 случаев попадания самолетов в зоны ТЯН. В данной работе на базе профилей атмосферы, взятых из эксперимента, в рамках краевой задачи для осредненных по Рейнольдсу уравнений Навье — Стокса строится сеточное решение, моделирующее крупномасштабную турбулентность атмосферы. На базе полученного решения в рамках инженерного метода формируются когерентные вихревые структуры, взаимодействие с которыми в предположении гипотезы замороженного поля возмущенных скоростей позволяет оценить возможные приращения аэродинамических сил и моментов, а также смоделировать ситуацию попадания самолета в зоны ТЯН.
Литература
[1] Скорер Р. Аэрогидродинамика окружающей среды. Москва, Мир, 1980, 550 с.
[2] Space Aeronautics, 1964, vol. 2, no. 2, pp. 60–69.
[3] Dutton J.A. Effects of Turbulents on Aeronautical Systems. In: Progress in Aerospace Sciences, vol. 11. Oxford N.Y., Toronto, 1970, pp. 67–109.
[4] Astronautics and Aeronautics, 1967, II, vol. 5, no. 2, pp. 10–13.
[5] Айрапетов А.Б., Вышинский В.В., Катунин А.В. Обтекание пролетных конструкций объездной дороги аэропорта Адлер и вопросы безопасности посадки. Ученые записки ЦАГИ, 2021, т. LII, № 6, с. 41–49.
[6] Вышинский В.В., Зоан К.Т. Обтекание горного ландшафта в окрестности аэропорта Дананг атмосферным ветром и вопросы безопасности полета. Научный вестник МГТУ ГА, 2021, т. 24, № 06, с. 27–41.
[7] Vyshinsky V.V., Chinh D.C. Study of aerodynamic characteristics of an aircraft during approach to landing in a disturbed atmosphere. Vietnam Journal of Mechanics, 2022. DOI: 10.15625/0866-7136/16760
[8] Вышинский В.В., Судаков Г.Г. Вихревой след самолета в турбулентной атмосфере (физические и математические модели). Труды ЦАГИ. Вып. 2667. Москва, ЦАГИ, 2005, 155 с.
[9] Воеводин А.В., Вышинский В.В., Гайфуллин А.М., Свириденко Ю.Н. Эволюция струйно-вихревого следа за пассажирским самолетом. Аэромеханика и газовая динамика, 2003, № 4, с. 23–31.
[10] Вышинский В.В., Судаков Г.Г. Математическая модель эволюции вихревого следа за самолетом в турбулентной атмосфере. Аэромеханика и газовая динамика, 2003, № 3, с. 46–55.
[11] 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).