Исследование динамической устойчивости модели крыла в потоке воздуха
Авторы: Наумов А.М., Домнина О.А.
Опубликовано в выпуске: #10(142)/2023
DOI: 10.18698/2308-6033-2023-10-2307
Раздел: Механика | Рубрика: Механика деформируемого твердого тела
Один из важнейших способов изучения динамических свойств конструкций летательных аппаратов — исследование их элементов на динамическую устойчивость. Рассмотрена возможность динамической потери устойчивости (по типу флаттера) модели крыла в виде плоского стержня переменной геометрии, близкой к геометрии реального крыла, в потоке воздуха. Со стороны набегающего потока воздуха учитываются внутренние силовые факторы, проявляющиеся под действием лобовой аэродинамической силы, и приращения подъемной силы и аэродинамического момента, возникающие при возможных малых колебаниях модели. За счет этих приращений внешних сил происходит так называемая подкачка энергии со стороны потока воздуха, и задача становится неконсервативной. Численно исследовано поведение первых трех комплексных собственных значений малых колебаний, и определены критические скорости потока, при которых возможна потеря динамической устойчивости модели, для различных параметров внешних аэродинамических сил.
Литература
[1] Бидерман В.Л. Теория механических колебаний. Москва, Высшая школа, 1980, 408 с.
[2] Стрелков С.П. Введение в теорию колебаний. Москва, Наука, 1964, 437 c.
[3] Пановко Я.Г., Губанова И.И. Устойчивость и колебания упругих систем. Издание 4-е, перераб. Москва, Наука, 1987, 352 с.
[4] Келдыш М. В. Вибрация в воздушном потоке крыла с подкосами. Труды ЦАГИ, вып. 357. Москва, 1938, 40 с.
[5] Гроссман Е.П., Келдыш М.В., Пархомовский Я.М. Вибрация крыла с элероном. Труды ЦАГИ, вып. 337. Москва, 1937, 98 с.
[6] Риз П.М. Флаттер воздушных винтов. Труды ЦАГИ, вып. 391. Москва, 1938, 36 с.
[7] Фын Я.Ц. Введение в теорию аэроупругости. Москва, Гос. изд-во физ.-мат. лит., 1959, 523 с.
[8] Галлай М.Л. Избранное: в 2 т. Т. 1. Москва, Воениздат, 1990, 524 с.
[9] Наумов А.М., Мочилин И.К. Исследование динамической потери устойчивости модели крыла в потоке воздуха. Машиностроение и компьютерные технологии, 2019, № 03, c. 15–27. DOI: 10.24108/0319.0001468
[10] Наумов А.М. Исследование влияния дополнительной массы на динамическую устойчивость модели крыла в потоке воздуха. Машиностроение и компьютерные технологии, 2019, № 7, c. 1–7. DOI: 10.24108/0719.0001506
[11] Андриевский Б.Р., Кузнецов Н.В., Кудряшова Е.В., Кузнецова О.А. Крутильно-изгибный флаттер крыла: математические модели, исследование и предотвращение. Обзор. Дифференциальные уравнения и процессы управления, 2021, № 4, с. 116–191.
[12] Wagner H.A. Uber die Entstehung des dynamischen Auftriebes von Tragflugeln. ZAMM, Band 5, Heft 1, 1925, S. 17–35.
[13] Theodorsen Th. General Theory of Aerodynamic Instability and the Mechanism of Flutter. NACA Report No. 496, 1949.
[14] Birnbaum W. Das ebene Problem des schlagenden Flugels. ZAMM, 1924, 277 S.
[15] Наумов А.М., Тихонова О.Н. Определение частот и форм свободных колебаний предварительно нагруженного резинокордного шланга (трубопровода), находящегося в потоке газа или жидкости. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение, 2000, № 3, с. 91–102.
[16] Наумов А.М., Домнина О.А. Модальный анализ модели крыла в потоке воздуха в консервативной постановке. Инженерный журнал: наука и инновации, 2023, вып. 6. http://dx.doi.org/10.18698/2308-6033-2023-6-2280
[17] Соколов А.И. Нестационарные колебания и устойчивость провисающих проводов воздушных линий при ветровых и гололедных нагрузках. Дис. … канд. техн. наук. Москва, МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2012.
[18] Казакевич М.И. Аэродинамика мостов. Москва, Транспорт, 1987, 240 с.