Определение аэродинамических характеристик летательного аппарата в атмосферном спутном следе за кораблём и моделирование его взлёта и посадки на палубу на пилотажном стенде. тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.07.01, кандидат наук Корняков Антон Андреевич

• Корняков Антон Андреевич
• кандидат наук
• 2019

Оглавление диссертации кандидат наук Корняков Антон Андреевич

Оглавление Стр. Введение

Обзор использованных источников и историческая справка

Глава 1. Постановка задачи, методы решения их верификация и валидация

1.1 Краевая задача для уравнений Навье-Стокса осреднённых по Рейнольдсу

1.1.1 Уравнения Рейнольдса и модель замыкания

1.1.2 Математические модели объектов

1.1.3 Алгоритм решения

1.1.4 Расчетные сетки и граничные условия

1.2 Гибридный метод построения решения

1.2.1 Алгоритм решения задачи

1.2.2 Пример решения с помощью кода CARWAT

1.3 Верификация и валидация методов расчета

1.3.1 Верификация метода с помощью принципа максимума давления

1.3.2 Валидация на базе трубного эксперимента

Глава 2. Результаты численных исследований. Воздействие различных возмущающих факторов на течение в окрестности корабля

2.1 Результаты расчетов и база данных

2.2 Исследование влияния профиля ветра на спутный след за кораблем

2.3 Влияние фоновой и индуцированной турбулентности

2.4 Влияние килевой качки на эволюцию спутного следа

Глава 3. Влияние атмосферной турбулентности на ЛА в модулях программного обеспечения пилотажных стендов

3.1 Учет влияния спутного следа на ЛА

3.2 Аппроксимация данных при помощи искусственных нейронных сетей

3.3. Влияние возмущенного потока над палубой на самолет, выполняющий руление

3.4. Демонстрационый пример вычисления поправок к модели динамики ЛА в спутном следе за кораблем

3.5. Тестирование результатов

Стр.

Выводы по диссертации и заключение:

Список литературы

Приложение

Введение

Ключевые слова: атмосферный спутный след за кораблем, вычислительная аэрогидромеханика, атмосферная турбулентность, осредненные по Рейнольдсу уравнения Навье-Стокса, методы конечного объема, методы граничного элемента, пилотажные стенды, авиация корабельного базирования.

Турбулентность в атмосфере, является одним из основных факторов риска для авиации. Большие вихри, возникающие при обтекании сложного рельефа местности и высотных зданий, а также как и атмосферный спутный след за авианесущим кораблём, представляют собой серьезную угрозу для летательных аппаратов (ЛА), совершающих взлёт или посадку. Одним из путей повышения безопасности полета является создание моделирующих систем и комплексов, реалистично отражающих воздействие турбулентных течений на ЛА.

История авиационных катастроф описывает много примеров, причиной фатального исхода в которых явилась неготовность экипажа к ситуации попадания в зоны ТЯН (Турбулентность Ясного Неба). К таким ситуациям можно отнести: попадание в вихревой след за движущимся телом, сдвиг ветра, атмосферный вихрь. При этом в зависимости от обстоятельств, ЛА, попадающий в неё, может испытывать сильные возмущения подъемной силы, моментов крена, рыскания и продольного момента.

Продольное вхождение ЛА в вихревой след может привести к внезапному забросу по крену [1], что особенно опасно у земли, отключению автопилота, заглоханию двигателя, несимметричному срыву потока на крыле и входу в штопор [2], ошибочным действиям экипажа, непопаданию на взлётно-посадочную полосу (ВПП) при посадке.

Актуальность подготовки экипажа на авиационном тренажере (АТ) имитации полета имеет устойчивую тенденцию к росту в связи с тем, что человеческий фактор продолжает оставаться основной причиной авиационных происшествий [3]. Получение навыков на АТ, необходимых в полете, будет полезным только в том случае, если развитие опасной ситуации моделируется на

идентично реальности. Примером приобретения ложного навыка на АТ, является катастрофа лайнера А300 в Нью-Йорке [4]. Идя с левым креном 22° при развороте, самолет «зацепил» вихревой след за самолетом Боинг 747, что привело к забросу по крену еще на 2°. Как показало расследование, пилот демонстрировал на АТ интенсивную работу руля направления, что повторил в реальном полете при попадании в вихревой след: произошла раскачка самолета по рысканию с последующим разрушением вертикального оперения. Также к ошибочным навыкам могут привести тренировки при полете на наземных имитаторах («Нитка»), которые не моделируют качки корабля, скосов потока за кормой и вихревые структуры, сходящие с элементов конструкции корабля.

Поперечное пересечение вихревого следа опасно с точки зрения динамических нагрузок и возможного повреждения конструкции. Известны случаи потери двигателя в результате попадания в вихревой след [6]. Именно ограничения по вихревой безопасности в основном определяют минимальные дистанции между ЛА при посадке и, в итоге, пропускную способность аэропорта.

Рекомендации ИКАО (матрица безопасной дистанции) устанавливают величину дистанций в зависимости от классов предыдущего и последующего самолетов. Однако летные происшествия, связанные с попаданием в вихревой след, зачастую происходят при выполнении всех правил и указаний диспетчера. При полете на эшелоне актуальность проблемы вихревой безопасности возрастает в связи с уплотнением эшелонов и введением в эксплуатацию новых сверхтяжёлых самолётов. При этом сочетание самолётов, следующих на эшелоне один за другим и «ловящих» вихри с соседних эшелонов, никак не регулируется [7-10].

Задача моделирования эволюции вихревых структур в турбулентной атмосфере стала особенно актуальной в последнее время. Этой темой активно занимаются как в России, так и в других странах (обзор работ содержится в [11

15]).

К сожалению, даже в больших промышленных аэродинамических трубах (АДТ) невозможно смоделировать вихревой след полностью - вплоть до его

разрушения в атмосфере, а получаемые результаты могут существенно отличаться от реальности, что обусловлено различными параметрами турбулентного поля набегающего потока в АДТ и в атмосфере. Поэтому важную роль играют немногочисленные измерения характеристик следа за реальными самолетами, кораблями, горным ландшафтом и в городском каньоне, а также математическое моделирование, согласующееся с этими измерениями.

Характерными особенностями задачи являются большие пространственные и временные масштабы явления. Вихревой след в атмосфере может представлять опасность для ЛА на больших расстояниях, что налагает очень жесткие требования, на методы, используемые для его моделирования [16, 17].

В диссертации в рамках «инженерного подхода» решена задача моделирования воздействия спутной турбулентности за движущимся кораблём на самолет, совершающий взлет и посадку на его палубу. Предложена методика, позволяющая учесть качку корабля на эволюцию спутного следа. Полученные результаты реализованы в виде модулей программного обеспечения на пилотажных стендах (ПС), что позволят подготовить пилотов к сложным режимам пилотирования с учетом атмосферных факторов. Результаты работы, в целом, направлены на повышение безопасности эксплуатации корабельной авиации.

Решаемая задача сегментирована на подзадачи:

1. задания начально-краевых условий - генерации градиентного ветра турбулентной атмосфере для численного моделирования в рамках метода конечного объёма решения краевой задачи в рамках уравнений Рейнольдса (ЯЛШ);

2. моделирования обтекания надводной части корабля воздушным потоком и формирования когерентных структур от его корпуса и надстроек («острова») при движении корабля или стоянке;

3. расчета вторичной (индуцированной) турбулентности по полученному в рамках численного моделирования осредненному полю скоростей и заданным уровню и масштабу турбулентности;

4. учета влияния качки корабля на формирование и эволюцию когерентных структур атмосферного спутного следа;

5. создания базы данных по допольнительным скосам потока для заданной скорости корабля и профиля ветра в ходе численного эксперимента;

6. Оценке параметров воздействия возмущенного потока в окрестности корабля на самолет;

7. создание аппроксиматора для вычисления в режиме реального времени приращений сил и моментов от возмущенного поля скоростей, действующих на ЛА, совершающий взлет или посадку на корабль, а также рулёжку по палубе в рамках технологии искусственных нейронных сетей (ИНС) с применением инженерных подходов.

Для повышения точности моделирования в дальнем следе за кораблём, анализа эволюции множественной вихревой структуры спутного следа в области посадочной глиссады и объяснения аномальных возмущений атмосферы в области посадочного коридора, о которых говорят лётчики, разработан блок компьютерных программ CARWAT, на который получено свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ (Приложение). В компьютерном коде CARWAT в области корабля решается начально-краевая задача, на выходной границе сеточной области, с помощью специального алгоритма RANS, формируется когерентная структура вихрей, динамика которой моделируется в рамках метода дискретных вихрей (МДВ) с учётом падения циркуляции. Последняя зависимость получена в рамках прямого численного моделирования крупномасштабной турбулентности (LES с алгебраической моделью Смагоринского) [18].

На базе разработанных алгоритмов созданы модули программного обеспечения (ПО) для "Программно-аппаратного комплекса реалистичного восприятия летчиком сложных режимов полета и оценки его психофизиологического состояния" АО «РСК «МиГ»», на которые получены три свидетельства о государственной регистрации программ (Приложение), оформлен «акт о внедрении» результатов (Приложение Д). Кроме этого, результаты

диссертационной работы использовались при создании ПО для ПС АО ЦНТУ «Динамика», ООО «Физтех-Авиация» (Приложение).

В диссертации дано описание методов решения всех подзадач, а также приведены многочисленные примеры, выполнен анализ результатов моделирования.

Для формирования начально-краевых условий, соответствующих данному месту и времени, используется информация о состоянии атмосферы, полученные из мезомасштабной модели атмосферы, для запуска которой используется база данных глобальной модели атмосферы [19]. В трехуровневой мезомасштабной модели производится расчет атмосферных течений в области с характерным размером порядка 10000 км с ячейками сетки 20 км, затем расчет повторяется в области размером 1000 км с ячейкой 7 км, на последнем уровне, операция повторяется для области в пределах 100 км с ячейкой 1 км. Выбор входных параметров моделирования осуществляется на основании журнала погоды (Рисунок В. 1).

Рисунок В. 1 Технология подготовки начальных данных

Параметры воздушного потока в приземном слое атмосферы будут существенно влиять на течение в окрестности корабля. Существующие на эту тему публикации описывают в основном только случаи потенциального профиля

ветра (rotF = 0 по высоте [20, 21]), где характеристики турбулентности получались посредством численного моделирования задачи в нестационарной постановке [22], для чего необходимы большие вычислительные мощности, чем предлагаемом в диссертации подходе.

Учет влияния качки корабля выполнен в упрощенной постановке [23]. Поскольку прямое численное моделирование этого явления требует использования технологии деформируемых сеток и реализации начально-краевых условий при решении нестационарной задачи для системы уравнений Навье-Стокса осредненной по Рейнольдсу (URANS), то время счета значительно увеличивается. Пр этом понижается точность вычислений и отсутствует возможность создать достаточно полную базу данных за разумное время.

Таким образом, решена многодисциплинарная задача, объединяющая динамику атмосферы (сеточные методы), аэродинамику ЛА в возмущённом потоке (панельные методы), численные методы решения начально-краевых задач (методы конечного объёма и граничного элемента), прикладную математику и технологии ИНС.

Блок-схема инженерного метода и его интеграции в программное обеспечение (ПО) ПС приведена рисунке В

Модель приземного слоя атмосферы

Расчет возмущенного поля скоростей от АК (RANS, URANS, МДВ)

Состояние водной поверхности

Расчет дополнительных сил и моментов, действующих на самолет в возмущенном поле скоростей

Аппроксимация данных (ИНС)

Д/Г

Расчет движения самолета в зоне АК на ПС

Визуализация на ПС

Рисунок В

Вычислительный модуль расчета движения самолета в зоне корабля

Блок-схема перечисленных подзадач на примере корабельно-вертолётного моделирующего комплекса (КВМК), объединяющего пилотажный и корабельный стенды, которые могут быть расположены в разных местах, приведена на рисунке

Рисунок В. 3 Блок-схема КВМК

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Определение аэродинамических характеристик летательного аппарата в атмосферном спутном следе за кораблём и моделирование его взлёта и посадки на палубу на пилотажном стенде.»

Цели работы:

Основной целью работы является повышение безопасности полётов палубной авиации и эффективности авианесущих комплексов посредством достоверного моделирования этих процессов на ПС, АТ и КВМК.

Эта цель достигается посредством решения нескольких менее крупных задач. Их решение также можно отнести к целям данной работы. Задачи, решенные в ходе выполнения работы: - Создан инженерный метод расчета возмущенного поля скоростей воздушного потока, в окрестности корабля при его стоянке, движении и качке.

- Выполнено моделирование и оценка влияния индуцированной турбулентности в следе за кораблем, по известным осредненному полю скоростей, уровню и масштабу турбулентности.

- Созданы базы данных по полям возмущенных скоростей А V в районе посадочной глиссады и в ближней окрестности корабля (£) АУ(Я),Я е X для авианесущих кораблей (АК) двух проектов и заданных условий (состояние атмосферы и скорость движения корабля).

- С помощью панельного метода с симметризацией особенностей (код РАЫБУМ) рассчитаны приращения аэродинамических сил Л/^/^а^у) и моментов ДМ(/?,а,Р,у),/? е X, действующих на самолет МиГ-29К, в спутном следе за кораблем для заданных условий.

- Созданы аппроксиматоры на основе искусственных нейронных сетей (ИНС) для внесения поправок в модель динамики самолета на ПС и АТ. Актуальность темы описана во введении и обусловлена увеличением в

России количества авианесущих кораблей и летательных аппаратов корабельного базирования, а также необходимостью повышения достоверности моделирования сложных режимов пилотирования на пилотажных стендах и авиационных тренажерах для более качественной подготовки и переподготовки летного состава.

Известно, что проблемы, связанные с попаданием летательных аппаратов в турбулентные течения, существуют с самого зарождения авиации, так как летательный аппарат под воздействием атмосферной турбулентности испытывает существенные динамические нагрузки. В зависимости от направления входа в вихревые структуры он может испытывать сильные возмущения подъемной силы, моментов крена, рыскания и тангажа. Известно большое число авиационных происшествий и катастроф, связанных с попаданием летательных аппаратов в вихревые следы. Фактором риска является не только воздействие атмосферных вихрей на летательный аппарат, но и неготовность пилотов к экстремальным

ситуациям, а также возможность приобретения ими ложных навыков при обучении на тренажерах, некорректно описывающих те или иные явления.

Взлет и посадка на палубу авианесущего корабля являются сложнейшими режимами пилотирования. При осуществлении таких операций лётчик испытывает сильнейшие нагрузки, поэтому достоверное моделирование этих режимов является одной из важных задач современной авиационной науки.

В диссертации рассмотрены случаи попадания самолета в зоны спутной турбулентности за авианесущими кораблями типа «Викрамадитья» (далее -проект 11430) и «Адмирал Кузнецов» (далее проект 1143.5).

Научная новизна работы заключается в совершенствовании и создании новых, комплексных подходов к моделированию влияния атмосферной турбулентности на аэродинамические характеристики летательных аппаратов и оценки этих характеристик, а именно:

- получении новых знаний о характеристиках течения в окрестности авианесущих кораблей, структуре и эволюции атмосферного спутного следа за ними с учетом воздействия профиля ветра, атмосферной турбулентности и качки корабля;

- создании программы CARWAT для расчета эволюции дальнего следа и быстрой оценки зоны его возможного влияния на аэродинамические характеристики летательного аппарата;

- определении аэродинамических характеристик исследованной модели самолета, совершающего движение в возмущенном течении в окрестности авианесущих кораблей;

- создании инженерного метода, позволяющего осуществлять моделирование сложных режимов пилотирования с учетом атмосферных факторов на пилотажных стендах и авиационных тренажерах.

Теоретическая значимость работы заключается в определении аэродинамических характеристик самолета в атмосферных спутных следах за авианесущими кораблями и комплексном исследовании течения газа в их окрестности с учетом воздействия атмосферных факторов, движения кораблей,

качки. На базе полученных автором знаний, были созданы алгоритмы, внедрённые в пилотажные стенды, позволяющие обучать летчиков и отрабатывать сложные режимы полёта, а также объяснить наблюдаемые лётчиками явления.

Практическая значимость полученных в ходе работы автора результатов заключается в:

- определении структуры и параметров течения в окрестности авианесущих кораблей проектов 11430, 1143.5 при их движении, стоянке и наличии атмосферного ветра для 150 сценариев (скорости ветра от 0 до 50 м/с, скорости движения корабля от 0 до 20 узлов, разных углов вымпельного ветра);

- создании программы для ЭВМ, позволяющей производить быстрый расчет положения вихревого следа за кораблем на персональном компьютере;

- оценке изменения аэродинамических характеристик самолёта МиГ-29 в возмущенном потоке при полёте в окрестности авианесущих кораблей проектов 11430 и 1143.5 (выполнено 150000 расчетов);

- создании аппроксиматоров на базе технологий искусственных нейронных сетей, позволяющих осуществлять моделирование:

а) полета самолета с учетом воздействия вихревого следа от авианесущего корабля на его аэродинамические характеристики в режиме реального времени;

б) движения самолёта по палубе учетом воздействия порывов ветра в режиме реального времени.

Полученные результаты внедрены в программное обеспечение пилотажных стендов на трех предприятиях. Методы исследования.

В ходе работы использовался опыт, накопленный в ЦАГИ им. проф. Н.Е. Жуковского, ЛИИ им. М.М. Громова, ВВИА им. проф. Н.Е. Жуковского по теме исследования:

- применение сеточных методов решения начально-краевых задач вычислительной аэродинамики (RANS, URANS);

- применение методов дискретных особенностей и аппарата аналитических функций (МДВ, PANSYM);

- применение технологий ИНС;

- использование данных экспериментов в АДТ (Т-102, Т-5 ЦАГИ). Достоверность результатов, полученных в ходе диссертационной работы,

обосновывается верификацией расчётных методов с помощью метода максимумов давления и полученных на его базе критериев, проведением предварительных методических расчётов по достаточности числа узлов расчетных сеток и размеров расчётной области, выбору топологии расчетных сеток, оценке аппроксимации и сходимости.

Валидация примененных расчетных методов и полученных результатов проведена путём сравнения с данными экспериментов в аэродинамических трубах:

- по исследованию обтекания и характеристик спутного следа за авианесущим кораблем в АДТ Т-5 ЦАГИ;

- по исследованию воздействия на модель самолета МиГ-29, со сложенными и разложенными консолями, ветровых нагрузок в АДТ Т-102 ЦАГИ. Полученные результаты согласуются с данными натурных экспериментов и

экспериментов в гидроканале, полученными специалистами ЛИИ им. М. М. Громова и ЦАГИ им. проф. Н. Е. Жуковского. Созданные алгоритмы, внедренные в программное обеспечение пилотажных стендов, получили положительную оценку летчиков в ходе их испытаний. Результаты диссертационной работы применены на трех предприятиях, что подтверждено соответствующими актами и свидетельствами о государственной регистрации программ для ЭВМ.

Личный вклад автора. Автор работы выполнил комплексное исследование параметров возмущенного течения газа в окрестности авианесущих кораблей. Провел валидацию результатов на базе данных, полученных в ходе экспериментов в аэродинамических трубах. Произвел большое количество

расчетов аэродинамических характеристик самолета, попадающего в зоны спутной турбулентности за кораблями. На основе полученных приращений сил и моментов, действующих на летательный аппарат в возмущенном потоке, создал базу данных, построил аппроксиматоры на базе искусственных нейронных сетей (выбор типа и структуры сетей, функции активации, числа слоёв и числа нейронов), осуществил обучение нейронных сетей. Участвовал в разработке программы для ЭВМ «CARWAT» и модулей программного обеспечения для пилотажных стендов ООО «Физтех-Авиация, АО ЦНТУ «Динамика» и АО «РСК «МиГ»».

На защиту выносятся:

- инженерный метод расчета поля возмущенных скоростей в окрестности корабля с учетом его движения и воздействия атмосферных факторов;

- метод оценки возмущающего воздействия дальнего спутного следа за кораблем на больших расстояниях и определение опасных зон для ЛА, заходящего на посадку (программа для ЭВМ «CARWAT»);

- метод расчета приращений сил и моментов, действующих на ЛА в спутных следах кораблей с учетом влияния атмосферных факторов при их стоянке и движении;

- алгоритмы для ПС и АТ, позволяющие моделировать воздействие спутных следов за кораблями на ЛА в режиме реального времени. Соответствие паспорту специальности. Содержание диссертации

соответствует паспорту специальности 05.07.01, по следующим положениям:

- Теоретические и экспериментальные исследования обтекания ЛА и их частей установившимися и неустановившимися потоками газа;

- Расчетные исследования АДХ ЛА, разработка методов расчета этих характеристик;

- Исследования влияния сложных течений газа на АДХ ЛА. Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и

обсуждались на следующих научных конференциях и семинарах:

- «27th Congress of the international Council of the Aeronautical Sciences» (Ницца, 2010);

- XV Международный симпозиум «Методы дискретных особенностей в задачах математической физики» (Херсон, 2011);

- «Международный семинар имени братьев С.М. и О.М. Белоцерковских» (Москва, 2008, 2012, 2016);

«Научно-техническая конференция по аэродинамике» (ЦАГИ, пос. им. Володарского, 2009, 2011, 2016).

Публикация. По результатам работы опубликованы 7 научных статей 5 из них в изданиях входящих в список ВАК.

Структура диссертации. Работа состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы, приложения. Диссертация включает в себя 114 страниц, 68 иллюстраций, 1 таблицу, содержит список литературы из 81 источника и 7 листов приложения.

Во введении обозначены цели и актуальность работы, решенные задачи, обоснована ее научная новизна, теоретическая и практическая значимость полученных результатов, доказана их достоверность, приведены аргументы соответствия паспорту специальности, сведения о публикациях автора по теме диссертации и апробации работы на научных конференциях.

В главе 1 приведены постановка задачи, сегментация на подзадачи, алгоритмы и методы её решения. Описаны теоретические основы использованных методов, их валидация и верификация, а также данные по расчетным сеткам и математическим моделям исследуемых объектов.

В главе 2 приведены результаты математического моделирования, полученные в ходе решения задачи, для широкого круга параметров и методы их интеграции в единую систему.

В главе 3 описаны методы использования полученных расчетных данных для внесения поправок в модели динамики ЛА в возмущенном потоке на ПС, АТ и КВМК. Показана эффективность и точность использованных для этого инструментов.

Обзор использованных источников и историческая справка

Современный уровень авиационной техники характеризуется высокой технологичностью и сложностью самолета, большой стоимостью разработки и эксплуатации. При этом, несмотря на существенную степень автоматизации, роль экипажа в процессе управления самолетом становится более значительной в связи с усложнением и ростом количества решаемых задач при необходимости обеспечения безопасности полета.

Известным и зарекомендовавшим себя средством исследований во время разработки и эксплуатации являются комплексы моделирования движения ЛА на различных режимах (ПС, АТ и КВМК). На таких установках с участием летчика отрабатывается система управления, формируются рекомендации по выполнению полетов в том числе в нештатных ситуациях (отказы оборудования, тяжелые метеоусловия и т.д.), проводятся исследования характеристик ЛА. Отработанные на них математические модели используются при тренировках экипажа, причем, как моделирующий комплекс, так и тренажер имеют практически одинаковый состав оборудования. Очевидно, что чем реалистичнее моделирование процессов, тем достовернее результат исследования и качественнее подготовка летчика.

Взлет и посадка на палубу авианесущего корабля является сложнейшим режимом пилотирования и связан с большими рисками. В связи с этим особенно актуально создание ПС, АТ и КВМК, позволяющих летчикам отрабатывать приемы пилотирования на данных режимах. На рис. 4 приведена динамика результатов показанных операторами (летчиками) ПС АО «РСК «МиГ»» при симуляции посадок на АК. Показано, что моделирование процессов и обучение летчиков с помощью подобного подхода дает положительные результаты в плане успешного выполнения обучаемыми зацепления самолета за тросы аэрофинишеров. Короткое обучение, в течении 9 дней, увеличило количество удачных посадок более чем в два раза (с 35% до 75%).

И наоборот ПС, АТ и КВМК, неверно отражающие реальные условия полета и маневрирование корабля, могут привести к приобретению пилотами и

экипажами кораблей неверных навыков работы в сложных метеорологических

условиях.

Регистрация параметров посадок на ТАКР в процессе обучения летчика (21.11.13-04.12.13) 60

40 - •

х <

-20 -•

с

*

о

40 ■•

-60

* * ,. УХОД НА ВТОРОЙ КРУГ . Программно-аппаратный комплекс реалистичного восприятия летчиком сложных режимов полета и оценки его

* * * * психофизиологического состояния

4 + * ** ♦ Ф

♦ У1^ * ^Ч* ( * ♦ * *

1 В 20 40 » 60 80 . -р- л 1?0 ___160 * 180%

4 » 1 ЗАЦЕП * * * * * * + * .................... ♦ ♦ ♦ ♦ * * * » 4 » 4 4 9 : + * * * * 4 + * 4 4

ВЕРОЯТНОСТЬ ЗАЦЕПЛЕНИЯ-40%. ,50\ , * V * ♦

* . * ОПАСНАЯ ЗОНА * * * Ф * *

35% ЗАЦЕПЛЕНИЙ | ПРОЦЕСС ОБУЧЕНИЯ ¡75% ЗАЦЕПЛЕНИЙ

3 трос

2 трос N° полета

1 трос

Дни обучения

Рисунок В. 4

Результаты обучения операторов ПС в АО «РСК «МиГ»»

Работы по созданию таких стендов начались еще на заре вычислительной техники. В странах, обладающих авианесущим флотом, активно стали разрабатываться моделирующие стенды. В СССР, данные работы начались в 70-х, 80-х года прошлого столетия. В частности, в ЦАГИ, в отделении динамики полета в 80-х годах был создан подобный пилотажный стенд.

В дальнейшем на стендах стали появляться возможности учета скосов потока в окрестности корабля, основанные на данных, полученных в ходе экспериментальных исследований по обтеканию моделей авианесущих кораблей в АДТ, однако в аэродинамических трубах отсутствует возможность моделирования влияния турбулентности атмосферы на динамику ЛА.

Также стоит отметить, что проведение экспериментов в АДТ имеет свои недостатки, такие как ограничения по размеру рабочей части, а также способ

моделирования подстилающей поверхности, где в большинстве случаев используются плоские неподвижные экраны, кроме того, размеры этих экранов могут влиять на картину обтекания моделей.

Испытания моделей АК проводились как в обращенном потоке (эксперимент в АДТ) [24], так и в прямом потоке (буксировочный эксперимент в гидроканале). Существует возможность проведения экспериментов в гидротрубах, где можно получить высококачественную визуализацию потока с помощью их подсветки чернилами. В последнем случае имеется возможность моделировать вихревой след на значительно большие расстояния, однако трудно соблюдать подобие по параметрам турбулентности. Эксперименты могут быть использованы для тестирования расчетных методов [25]. При этом данные экспериментов в прямом и обращенном потоке могут существенно дополнять друг друга.

Имеются и отрицательные последствия такого подхода, например, отсутствует возможность моделирования градиентного ветра атмосферной турбулентности. Кроме этого, существенным недостатком всех экспериментальных исследований является высокая стоимость, большие временные затраты на их проведение и невозможность получения параметров течения в окрестности корабля с большой детализацией, что необходимо для точной оценки приращения воздействующих на ЛА аэродинамических сил и моментов.

Удобным средством получения новых знаний в исследуемой области являются методы вычислительной аэрогидромеханики, получившие наибольшее распространение, в конце 20-го - начале 21-го века. Эти методы стали основным инструментом моделирования турбулентности в атмосфере и струйно-вихревых следов. Например, в рамках решения краевой задачи для RANS, URANS проблема генерации спутной турбулентности [1], позволяет расчитать достоверное распределение завихренности в ближнем следе за самолетом - области формирования вихрей.

В дальнем следе (на существенном удалении от объекта - генератора следа) могут применяться другие методы численного моделирования турбулентности, например метод крупных вихрей (LES) [26], в котором крупномасштабная турбулентность моделируется на сетках, а вместо осреднения по Рейнольдсу используется фильтрация по пространству не требующая условия эргодичности (отсутствие иных интегралов сохранения кроме интеграла энергии). Для решения задачи в подсеточной области используются алгебраические и динамические модели.

Особенностью моделирования струйно-вихревых течений являются большие пространственно-временные масштабы явлений. Для численного моделирования используются как методы граничного элемента, так и сеточные методы.

Методы граничного элемента [27] не моделируют наличие среды, а следовательно диссипацию следа, достаточно просты и робастны.

Сеточные методы (конечно-разностные, конечного объема, конечного элемента) моделируют среду, но являются затратными в плане необходимых для осуществления расчетов мощностей и требуют большого объема исходных данных для решения начально-краевой задачи.

Первое направление активно развивалось в ВВИА им. проф. Н.Е. Жуковского [12, 28 - 33], а второе в ЦАГИ им. проф. Н.Е. Жуковского [2, 11, 3436] и зарубежом (в DLR [37, 38], NASA [39].

Удобным инструментом моделирования вихревого следа являются метод дискретных вихрей и построенные на его основе модели:

- модель крыла Прандтля (П-образный вихрь);

- вихревой кластер (пара вихрей разных знаков, модель опускания вихревого следа) [40];

- -связка вихрей (пара вихрей одного знака, моделирует слияние вихрей);

- -два кластера (моделируют разбегание вихрей у земли);

- -две связки вихрей (моделируют вихревую систему механизированного крыла);

В существующих работах по аналитическим методам [41, 42] рассматриваются общие закономерности формирования вихревого следа.

Метод дискретных вихрей (МДВ), является достаточно «легким» - не требует больших вычислительных мощностей, однако при этом позволяет моделировать многие сложные течения в атмосфере [12, 43]. Еще одним плюсом этого метода является его быстродействие. Эти особенности позволяют применять его для широкого круга задач. К минусам МДВ, как и всех методов граничного элемента, относится отсутствие возможности учета диссипации вихревого следа и воздействия на него окружающей атмосферы. В качестве основного средства устранения этих недостатков используются эмпирические соотношения справедливые для каждой конкретной задачи или класса задач [12, 27, 44].

Панельные методы также являются удобным подходом к решению прикладных задач аэродинамики [45]. Они основаны на том, что согласно известной теореме всякую функцию гармоническую в односвязной области можно представить в виде суммы потенциалов простого и двойного слоев расположенных на границах, таким образом любое потенциальное течение (гармоническая функция) может быть смоделировано с помощью потенциала простого и двойного слоя. В панельных методах поверхность обтекаемого тела разбивается на прямоугольные панели, в пределах которых задается слой источников (стоков) с постоянной интенсивностью. Известны работы в которых метод Галеркина с разрывными базисными функциями обощен на случай методов граничничного элемента, что позволило создать эффективные алгоритмы и расчетные схемы, исключив сингулярность интегралов. Полученный двойной слой с помощью закона Био-Савара может быть заменен вихревой рамкой по контуру панели с постоянной циркуляцией. Решение строится суммированием скосов потока от всех панелей (рамок). Здесь следует отметить работы [46-48], в которых решена задача обтекания самолета как в стационарной, так и в «нестационарной» постановке при этом следует помнить, что течение является потенциальным и в малом стационарным, так как решение строится в классе

гармонических функций (Дф=0) и нестационарность течения моделируется формированием вихревой пелены, сходящей с тела. Наиболее полно метод описан в работах [11, 34], где приводятся результаты расчетов характеристик струйно-вихревого следа для взлетно-посадочных режимов самолета с разными посадочными скоростями.

Если рассматривать современные сеточные методы, то на данный момент, существуют, активно развиваются и используются три подхода к моделированию турбулентных течений.

Самым распространенным является подход, базирующийся на решении уравнений Навье-Стокса по предложенному О. Рейнольдсом методу [49] или уравнениях Рейнольдса (RANS). В этом подходе предлагается рассматривать только осредненное по времени турбулентное течение, опираясь на гипотезу эргодичности, согласно которой, осреднение по ансамблю частиц можно заменить осреднением по времени.

Поскольку решаемые в методе RANS уравнения учитывают вклады турбулентных пульсаций, то возникает необходимость их замыкания, для чего используются модели турбулентности. Наиболее универсальными и используемыми являются модели Спалара-Альмараса [50] и SST Ментера [51].

Основным недостатком метода является осреднение всего диапазона турбулентных пульсаций, что существенно сказывается на качестве получаемых результатов.

Также, в практике исследований турбулентных течений, активно используется метод (LES), описанный выше. Этот метод удобен для описания течения в «свободном потоке» на удалении от твердых тел. Чтобы получить возможность учитывать в расчетах течение в пограничном слое вблизи исследуемых объектов используются его модификации.

Метод прямого численного моделирования турбулентности [52], в котором пульсации не осредняются лишен этих недостатков. Трехмерное многомасштабное турбулентное течение воспроизводится на основе решения полной системы уравнений Навье-Стокса. Такой подход к моделированию

турбулентности не требует использования дополнительных данных и приближенных моделей.

Недостатком метода является его огромная ресурсоемкость, так как расчетные сетки должны воспроизводить Колмогоровские масштабы явления [53], что является труднодостижимым для решения большинства существующих задач при современном развитии вычислительной техники.

Процесс эволюции спутного следа с учетом влияния атмосферной турбулентности не является повторяемым. Даже следы, зародившиеся при одинаковых граничных условиях, развиваются по-разному, в связи с чем подтвердить справедливость вычислительных моделей возможно только использованием статистических подходов [48].

Параметры турбулентности, в свою очередь, определяются состоянием атмосферы, где их распределения и пульсации описываются случайными по времени и пространству функциями. В турбулентном течении можно говорить о взаимодействии вихрей различных масштабов, что первым в своих работах отметил Ричардсон [55]. Им было введено понятие «каскадного процесса» характеризующегося передачей кинетической энергии от крупных вихрей более мелким в ходе их эволюции и разрушения. Процесс происходит вплоть до достижения мельчайших масштабов, кинетическая энергия вихрей под воздействием вязких сил переходит в тепло.

Существование таких процессов приводит к большим трудностям, при аналитическом описании явления и его численном моделировании. Также следует помнить, что создание рафинированных моделей требует задания соответствующих, подробных граничных и начальных условий, что в принципе невозможно. Для их корректного задания требуется создание моделей атмосферы адекватной сложности и подробности, с использованием больших массивов начальных и граничных условий. Более того корректность начальной краевой задачи для уравнений Навье-Стокса не доказана, то есть неясно какие начальные краевые условия задавать корректно. Кроме того решаемые уравнения являются существенно нелинейными, а для таких уравнений нет доказательства

сходимости, численного решения краевой задачи к решению исходной задачи. Даже при условии устойчивости схемы и аппроксимации разностными уравнениями дифференциальных уравнений в частных производных.

Следует отметить, что результаты любых численных исследований должны быть обоснованы и согласовываться с данными натурных испытаний. Проведение натурного эксперимента это всегда затратный, как по времени, так и по средствам процесс, однако он может позволить наиболее точно провести валидацию расчетных методов при решении конкретных прикладных задач аэрогидромеханики [57-58].

Если говорить о необходимых для проведения численных исследований расчетных мощностях, то, в настоящее время, развитие техники идет по пути создания высокопроизводительных систем, мощных вычислительных кластеров. Это вполне оправдано, в связи с тем, что такие системы являются оптимальными по соотношению их стоимости и производительности. Однако при решении задач численного моделирования турбулентности исследователи сталкиваются с необходимостью использования более мощных вычислительных систем.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Корняков Антон Андреевич, 2019 год

Список литературы

1. Bobylev A.V., Vyshinsky V.V., Soudakov G.G., Yaroshevsky V.A. Aircraft vortex wake and flight safety problems // Journal of Aircraft. 2010. vol. 47. No. 2. P. 663674.

2. Вышинский В.В., Судаков Г.Г. Вихревой след самолета в турбулентной атмосфере (физические и математические модели) // М.: Изд-во ЦАГИ. 2005. 156 с.

3. ЦНТУ «Динамика» // Авиационные технологии// LOC-I / остаться в живых / журнал форум / 01 (21). 2018. электронный ресурс. URL http://www.dinamika-avia.ru/mcenter/forum/detail.php?id=2993.

4. Aircraft Accident Report NTSB/AAR-04/04. PB2004-910404. Notation 7439B.

5. Вышинский В.В., Михайлов Ю.С. Аэродинамические характеристики самолёта на режимах взлёта и посадки в условиях роторной турбулентности. ТРУДЫ МФТИ. 2015. Том 7. № 1. С. 44-52.

6. Вышинский В.В., Кузнецов О.А. Проблемы вихревого следа для аэропортов с пересекающимися полосами // Труды ЦАГИ. 2002. Вып. 2655. С. 28-35.

7. Вышинский В.В., Стасенко А.Л. Аэрофизические модели и численные исследования струйно-вихревого следа тяжелого лайнера над аэродромом. // IV Международная конференция по неравновесным процессам в соплах и струях (NPNJ-2002). 2002. Тезисы докладов. C. 148-150.

8. Вышинский В.В. Вихревой след самолета, безопасность полетов и кризис аэропортов. // Полет. 1998. С. 49-56.

9. Кибардин Ю.А., Киселев А.М. Физика спутного следа. // Авиация и космонавтика. № 3. 1978. С. 26-29.

10. Кибардин Ю.А., Киселев А.М. В спутном следе. // Авиация и космонавтика. № 4. 1978. С. 26-28.

11. Вышинский В.В., Судаков Г.Г. Вихревой след самолета в турбулентной атмосфере // Труды ЦАГИ. вып. 2667. 2005. 155 с.

12. Аубакиров Т.О., Желанников А.И., Иванов П.Е., Ништ М.И. Спутные следы и их воздействие на летательные аппараты. Моделирование на ЭВМ. Алматы. 1999. 230 с.

13. Rossow V.J. Lift-generated vortex wakes of subsonic transport aircraft. Progress in Aerospace Sciences. 1999. v. 35. N 6. P. 507-660.

14. Spalart P.R. Airplane Trailing Vortices. Annu. Rev. Fluid Mech. 1998. Vol. 30. P. 107-138.

15. Вышинский В.В., Судаков Г.Г. Вихревой след самолета и вопросы безопасности полетов // Труды МФТИ. 2009. Том 1. № 3. С. 73-93.

16. Вышинский В.В. Исследование эволюции вихревого следа за самолетом и безопасность полета // Труды ЦАГИ. 1996. 2622. С. 5-21.

17. Желанников А.И. Спутные вихри за самолетом // Гражданская авиация №4. 1987. С. 21-27.

18. Босняков И.С. Модели разрушения дальнего вихревого следа за самолётом. // Диссертация на соискание ученой степени к.т.н. 2017. С. 20- 76.

19. Majewski D.D., Liermann D., Prohl P., Ritter B., Buchhold M., Hanisch T., Paul G., Wergen W. The operational global icosahedral-hexagonal gridpoint model GME: Description and high-resolution test // Mon. Wea. Rev. 2002. Vol. 130. N.2. P. 319-338.

20. Chong M.S., Perry F.E. and Cantwell B.G. A General Classification of Three Dimensional Flow Fields // Copyright. Phys. Fluid. 1990. P. 765-777.

21. Вышинский В.В., Судаков Г.Г. Применение численных методов в задачах аэродинамического проектирования // М.: Изд. ЦАГИ. 2007. 142 с.

22. Vyshinsky V.V. Studies on vortex wake evolution and flight safety problems // SAE Paper 96-5562. 1996. P. 1-11.

23. Корняков А.А., Босняков И.С., Судаков Г.Г. «Расчет поля скоростей в окрестности корабля при его движении, наличии градиентного ветра и качки» // Труды Московского физико-технического института. Т. 7. № 1 (25). 2015. С. 28-35.

24. Baumann R. In-situ measurements in the wakes of cruising aircraft. // Proceedings of the Fourth WakeNet Workshop «Wake Vortex Encounter». National Aerospace Laboratory NLR. Amsterdam. 2000. 259 p.

25. Арутюнов Ю.А., Вышинский В.В. Использование обращенного потока для расчета околозвукового обтекания тел. // Ученые записки ЦАГИ. 1984. Т. XV. № 5. С. 10-18.

26. К. Н. Волков, В. Н. Емельянов. Моделирование крупных вихрей в расчётах турбулентных течений // М.: ФИЗМАТЛИТ. 2008. 368 с.

27. С. М. Белоцерковский, И. К. Лифанов. Численные методы в сингулярных интегральных уравнениях и их применение в аэродинамике, теории упругости, электродинамике // М.: Наука. 1985. 256 с.

28. A.S. Ginevsky, A. I. Zhelannikov. Vortex wakes of Aircrafts. // Springer Science & Business Media. 2009.

29. Белоцерковский С.М. О моделировании на ЭВМ турбулентных струй и следов методом дискретных вихрей. // Сб. «Этюды о турбулентности». М.: «Наука». 1994. С. 246-258.

30. Белоцерковский С.М., Гиневский А.С. Моделирование турбулентных струй и следов на основе метода дискретных вихрей. М.: Физматлит. 1995. 368 с.

31. Белоцерковский С.М., Дворак А.В., Желанников А.И., Котовский В.Н.. Моделирование на ЭВМ турбулентных струй и следов. Проблемы турбулентных течений. М.: Наука. 1987. С. 11-58.

32. Белоцерковский С.М. ЭВМ в науке, авиации, жизни. М.: Машиностроение. 1993. 285 с.

33. Белоцерковский С.М., Скобелев Б.Ю. Метод дискретных вихрей и турбулентность. Новосибирск: ИТПМ. 1993. С. 6-38.

34. А. М. Гайфуллин, Ю. Н. Свириденко, Г. Г. Судаков. Инженерная математическая модель вихревого следа за пассажирским самолетом // Труды ЦАГИ. 2014. Вып. 2730. C. 73-78.

35. Воеводин А.В. Судаков Г.Г. Аэродинамика самолета в условиях спутной турбулентности. // Полет. 2009. № 8. С. 9-13.

36. Mikhailov Yu.S., Razdobarin A.M. Application of thin lifting surface methods to computing effects of a vortex wake on an aircraft. // Trudy TsAGI. 1999. V. 2641. P. 204-213.

37. F. Holzäpfel, T. Misaka, I. Hennemann. Wake-vortex topology, circulation, andturbulent exchange processes // AIAA Paper. 2010. V. 7992. P. 1-16.

38. F. Holzaepfel, R.E. Robins. Probabilistic two-phase aircraft wake-vortex model: Application and assessment // Journal of Aircraft. 2004. V. 41. № 5. P. 1117-1126.

39. S. Shen, F. Ding, J. Han et al. Numerical modeling studies of wake vortices: real case simulations // AIAA Paper. 1999. № 0755. P. 4-15.

40. Basdevant, C., Couder, Y., Sadourny, R. Macroscopic Modelling of Turbulent Flows. Lecture Notes in Physics 230. Springer. 1984. P. 120-126.

41. А. М. Гайфуллин, А. В. Зубцов. Диффузия двух вихрей // Известия РАН. Механика жидкости и газа. 2004. № 1. С. 126-142.

42. Лаврентьев М.А., Шабат Б.В.. Проблемы гидродинамики и их математические модели. М.: «Наука». 1977. 408 с.

43. А. С. Белоцерковский, А. С. Гиневский. Численное моделирование дальнего вихревого следа самолета на взлетно-посадочных режимах // Доклады академии наук. 2001. Т. 380. № 6. C. 761-764.

44. Z. C. Zheng, S. H. Lim. Validation and Operation of a Wake Vortex/Shear Interaction Model // Journal of Aircraft. 2000. V. 37. № 6. P. 17.

45. Bruin A.C. WAke Vortex Evolution and Encounter (WAVENC). // AIR & SPACE EUROPE 2. No. 5. 2000. 61 p.

46. Н.Н. Глушков, Ю.Л. Инешин, Ю.Н. Свириденко. Применение метода симметричных особенностей для расчета обтекания дозвуковых летательных аппаратов.// Ученые записки ЦАГИ. Т.20. №1. 1989. C. 23-28.

47. А. В. Воеводин, Г. Г. Судаков. Метод расчета аэродинамических характеристик отрывного обтекания летательного аппарата дозвуковым потоком газа. // Ученые записки ЦАГИ. 1992. Т. 23. №3. C. 35-41.

48. Ю. Н. Свириденко, Ю. Л. Инешин. Применение панельного метода с симметризацией особенностей к расчету обтекания самолета с учетом влияния струй двигателей // Труды ЦАГИ. 1996. Вып. 2622. С. 41-53.

49. Рейнольдсю О. Динамическая теория движения несжимаемой жидкости и определение критерия. // Проблемы турбулентности: Сборник переводных статей под ред. М.А.Великанова и Н.Т.Швейковского. М.,-Л.: ОНТИ. 1936. C. 135-227.

50. P. R. Spalart, S. R. Allmaras. One-equation turbulence model for aerodynamic flows. La Recherche Aerospatiale. 1994. P. 5-21.

51. F. R. Menter. Two-equation eddy-viscosity turbulence models for engineering applications // AIAA Journal. 1994. V. 32. N. 8. P. 1598-1605.

52. Direct Numerical Simulation: a tool in turbulence research // Annual Review of Fluid Mechanics. 1998. V. 30. P. 539-578.

53. Колмогоров А.Н. Уравнения турбулентного движения несжимаемой жидкости. // Изв. АН СССР. сер. физ. Т. 6. № 1-2. 1942. C. 56-68.

54. Г. Г. Судаков. Методы исследования разрушения вихревого следа за самолётом в турбулентной атмосфере // Труды ЦАГИ. 2014. Вып. 2730. C. 521.

55. L. Richardson. Weather Prediction by Numerical Process // Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society. 1922. V. 48. № 203. P. 282-284.

56. M. Shur, M. Strelets, A. Travin. High-order implicit multi-block Navier-Stokes code: Ten-years experience of application to RANS/DES/LES/DNS of turbulent flows // 7th Symposium on Overset Composite Grids & Solution Technology. Huntington Beach, California. 2004. 259 p.

57. А.Н.Замятин, В.В. Вышинский, Г.Г. Судаков. Теоретическое и экспериментальное исследование эволюции вихревого следа за самолетом, летящим в пограничном слое атмосферы. // Техника воздушного флота. 2006. №3-4, C. 25-38.

58. Zamyatin A. N. Real research of different class airplane vortex wakes at low altitudes // Proceedings of the Aircraft Wake Vortices Conference. 1991. P. 45.145.12

59. Корняков А.А., Вышинский В.В., Судаков Г.Г. «Исследование вихревой в окрестности авианесущего крейсера» // Научный вестник Московского государственного технического университета гражданской авиации. № 172. 2011. С. 27-33.

60. Корняков А.А., Аубакиров Т.О. «Исследование вихревого следа за авианесущим кораблем» // Научный вестник Московского государственного технического университета гражданской авиации. № 177. 2012. С.24-28.

61. Haykin S. Neural networks. A comprehensive foundation. // New York: Macmillan, 1994. 842 p.

62. Корняков А.А., Вышинский В.В., Свириденко Ю.Н. «Моделирование возмущенного поля скоростей в окрестности вертолетоносца типа «Мистраль» // Труды Московского физико-технического института, Т. 6, № 2 (22). 2014. С. 114-121.

63. Вышинский В.В. Построение точных решений бесскачкового обтекания симметричного профиля с местной сверхзвуковой зоной. Ученые записки ЦАГИ. 1975. Т. VI. № 3. С. 1-8.

64. Вышинский В.В., Сизых Г.Б. О верификации расчетов стационарных дозвуковых течений и о форме представления результатов // Матем. Моделирование. 30:6. 2018. С. 21-38.

65. Vyshinsky Victor V., Sizykh Grigory B. The verification of the calculation of stationary subsonic flows and the presentation of the results. Mathematical Models and Computer Simulations. No 1_19. 2019. P. 97-106.

66. Victor V. Vyshinsky and Grigory B. Sizykh. Verification of the Calculation of Stationary. Subsonic Flows and Presentation of Results. I. B. Petrov et al. (Eds.): GCM50 2018, SIST 133, pp. 228-235, 2019. Smart Modeling for Engineering Systems. Proceedings of the Conference 50 Years of the Development of Grid-Characteristic Method. Springer Nature Switzerland AG 2019. ISSN 2190-3018 ISSN 2190-3026 (electronic). ISBN 978-3-030-06228-6 (eBook).

67. Отчет по аэродинамическим модельным испытаниям № 13383.360031.001. ЦАГИ. С. 4-26.

68. Srinivasan Arunajatesan, Jeremy D. Shipman and Neeraj Sinha. TOWARDS NUMERICAL MODELING OF COUPLED VSTOL-SHIP AIRWAKE FLOWFIELDS // AIAA 2004-52. Reno. Nevada. 2004. P. 1-13.

69. S. A. Polsky. A COMPUTATIONAL STUDY OF UNSTEADY SHIP AIRWAKE // AIAA 2002-1022. Reno. Nevada. 2002. P. 1-10.

70. Jeremy Shipman, Srinivasan Arunajatesan, Christopher Menchini and Neeraj Sinha. Ship Airwake Sensitivities To Modeling Parameters // AIAA 2005-1105. Reno. Nevada. 2005. P. 1-14.

71. Бызова Н.Л., Иванов В.Н., Гаргер Е.К. Турбулентность в пограничном слое атмосферы. Л.: Гидрометеоиздат. 1989. 262 c.

72. Монин А.С., Яглом А.М. Статистическая гидромеханика. Ч. 1. М.: Наука, 1965. 640 с.

73. Лойцянский Л.Г. Гипотеза локальности в турбулентном движении жидкости при наличии вязкости. Прикладная математика и механика. 1958. Т. 22. Вып. 5. С. 600-611.

74. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М.. Теоретическая физика. Т. VI. Гидродинамика. М.: «Наука». 1988. 736 с.

75. А.С. Монин, А.М. Обухов. Основные закономерности турбулентного перемешивания в приземном слое атмосферы // Труды Геофизического института АН СССР 1954. №24 (151). С. 163-187.

76. В.Ф. Павленко. Корабельные самолеты. // Воениздат. 1990. 320 с.

77. Милн - Томпсон Л. Теоретическая гидродинамика. Пер. с англ. Под ред. Н.Н. Моисеева. М.: Мир. 1964. С. 660.

78. Анимица О.В.,Гайфуллин А.М., Свириденко Ю.Н., РыжовА.А. Моделирование на пилотажном стенде дозапрвки самолета в полете. // Труды МФТИ. 2015. Т. 7. № 1. С. 3-15.

79. Корняков А.А., Анимица О.В., Гайфуллин А.М., Дорофеев Е.А., Кузьмин П.В., Рыжов А.А., Свириденко Ю.Н. «Моделирование режима дозаправки самолета топливом в воздухе на пилотажном стенде» // Труды ЦАГИ. № 2752. 2016. С. 4-32.

80. Корняков А.А., Анимица О.В., Босняков И.С., Свириденко Ю.Н., Судаков Г.Г. «Моделирование на пилотажном стенде посадки самолета на авианесущий корабль» // Труды ЦАГИ. № 2752. 2016. С. 34-61.

81. Ю. Н. Свириденко. Аппроксимация нестационарных аэродинамических нагрузок с помощью нейронных сетей. // Труды ЦАГИ. 2008. Вып. 2678. С. 62-68.

- 1QS -Приложение

гг

'УТВЕРЖДАЮ'

АКТ

о практическом использовании в АО «РСК «МиГ» результатов

диссертационной работы Корнякова A.A. на тему: «Определение аэродинамических характеристик летательного аппарата в атмосферном спутном следе за кораблем и моделирование его взлета и посадки на палубу на пилотажном стенде»

Как известно, атмосферный спутный след за кораблем существенно влияет на выполнение палубной посадки, поэтому инженерные методы расчета ветровой обстановки в окрестности авианесущего корабля и возможность ее прогноза и моделирования служат ощутимым подспорьем при подготовке летчиков морской авиации, повышая безопасность полетов и боеготовность авиационного крыла.

Результаты диссертационной работы Корнякова A.A. «Определение аэродинамических характеристик летательного аппарата в атмосферном спутном следе за кораблем и моделирование его взлета и посадки на палубу на пилотажном стенде», использовались в АО «РСК «МиГ» в ходе работ по исполнению постановления правительства РФ № 218 от 9 апреля 2010 г.

Разработанный Корняковым A.A. инженерный метод расчета ветровой обстановки в окрестности авианесущего корабля и созданные на его основе алгоритмы, позволяющие учитывать воздействие спутного следа на аэродинамические характеристики летательного аппарата в режиме реального времени, использовались при создании модулей программного обеспечения для программно-аппаратного комплекса реалистичного восприятия летчиком сложных режимов пилотирования и оценки его психофизического состояния.

Заместитель главного конструктора по системам управления, д.т.н., профессор

УТВЕРЖДАЮ

Исполнительный директор -первый заместитель генерального директора АО ЦНТУ «Динамика»

АКТ

об использовании в АО ЦНТУ «Динамика» научных результатов диссертационной работы Корнякова A.A., представленной на соискание ученой степени кандидата технических наук

Настоящий акт составлен руководителем проекта O.JI Ефимовым о том, что результаты диссертационной работы научного сотрудника НИО-2 ФГУП ЦАГИ Корнякова A.A. «Определение аэродинамических характеристик летательного аппарата в атмосферном спутном следе за кораблем и моделирование его взлета и посадки на палубу на пилотажном стенде», представленной на соискание учёной степени кандидата технических наук по специальности 05.07.01 - аэродинамика и процессы теплообмена внедрены в производственную практику АО ЦНТУ «Динамика», а именно:

Разработанный автором инженерный метод расчета возмущенного течения газа в окрестности корабля и полученные с его помощью данные по ветровой обстановке в окрестности моделей кораблей трех проектов использовались при создании модулей программного обеспечения пилотажного стенда Урамках спец. темы.

Руководитель программы / ^__/_O.JI Ефимов-/

t /

и

"УТВЕРЖ""~" Генеральный i ООО «Физтех-

Бабий С.Н."

АКТ

об использовании в ООО «Физтех-Авиация» научных результатов диссертационной работы Корнякова A.A.. представленной на соискание ученой степени кандидата технических наук

Настоящий акт составлен заместителем Генерального директора ООО «Физтех-Авиация» Г.Г. Михальченко о том, что результаты диссертационной работы научного сотрудника НИО-2 ФГУП ЦАГИ Корнякова A.A. «Атмосферный спутный след за кораблем и моделирование его влияния на летательный аппарат на пилотажных стендах», представленной на соискание учёной степени кандитата технических наук по специальности 05.07.01 - аэродинамика и процессы теплообмена летательных аппаратов, внедрены в производственную практику ООО «Физтех-Авиация», а именно:

Разработанный автором инженерный метод расчета возмущенного течения газа в окрестности корабля и полученные с его помощью данные использовались при создании пилотажного стенда в рамках контракта с АО ЦНТУ^инамика».

Заместитель Генерального директора С^рТ&У^} / Г.Г. Михальченко /