Совершенствование и разработка методов обоснования проектных элементов и характеристик тяжелых пассажирских экранопланов на стадиях исследовательского проектирования тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Лучков Андрей Николаевич
- Специальность ВАК РФ00.00.00
- Количество страниц 156
Оглавление диссертации кандидат наук Лучков Андрей Николаевич
Введение
1. Проблемы создания высокоэффективного транспортного средства на базе экранопланов
1.1 Обзор исследований в области определения проектных элементов и характеристик экранопланов
1.2 Оценка транспортной и топливной эффективности экранопланов
1.3 Анализ исследований по обоснованию достоинств и недостатков конструктивных схем экранопланов и методов определения их аэродинамических характеристик
1.4 Выводы, обоснование цели и задач исследования
2. Экспериментальное исследование аэродинамических характеристик крыльев экранопланов различных конфигураций
с помощью численного моделирования
2.1 Постановка цели и задач численного эксперимента
2.2 Особенности подготовки геометрических моделей крыльев экранопланов для исследования аэродинамических характеристик
2.3 Обоснование начальных и граничных условий, расчетных сеток
2.4 Обработка и анализ полученных результатов для получения эмпирических зависимостей аэродинамических характеристик
3. Совершенствование и разработка методов обоснования аэродинамических характеристик тяжелого пассажирского экраноплана
3.1 Совершенствование методики расчета коэффициента подъемной силы крыла тяжелого пассажирского экраноплана
3.2 Метод расчета лобового сопротивления тяжелого пассажирского экраноплана
3.2.1 Совершенствование методики расчета коэффициента увеличения лобового сопротивления на больших углах атаки
3.2.2 Совершенствование методики расчета коэффициента индуктивного сопротивления крыла тяжелого пассажирского экраноплана
3.3 Выводы к главе
4. Разработка методики расчета проектных элементов и проектных
характеристик экраноплана
4.1 Алгоритм определения архитектурно-конструктивного типа тяжелого пассажирского экраноплана
4.2 Обоснование перечня исходных данных для проектирования
4.3 Определение значений удельных проектных параметров
4.4 Итерационное согласование проектных параметров
4.5 Оценка потребного значения относительной массы топлива
4.6 Расчет ограничения на максимальное значение нагрузки на крыло - определение Ротах
4.7 Расчет ограничения на минимальное значение нагрузки на
крыло - определение Рот1П
4.8 Расчет потребной тяговооруженности из условий обеспечения требований к базированию
4.9 Определение предпочтительного облика
экраноплана
Заключе ние
Список литературы
Приложение 1. Результаты численного моделирования
аэродинамических характеристик экраноплана
Приложение 2. Расчетная программа для формирования архитектурно-конструктивного типа тяжелого пассажирского
экраноплана
Принятые сокращения
Документы о внедрении результатов диссертации
Рекомендованный список диссертаций по специальности «Другие cпециальности», 00.00.00 шифр ВАК
Автоматизированное проектирование аэродинамической компоновки экраноплана самолетной схемы с т-образным оперением, обеспечивающей устойчивость крейсерского полета2021 год, кандидат наук Махнев Мирослав Сергеевич
Вопросы проектирования и оценки технических возможностей экраноплана как нового вида транспорта2001 год, кандидат технических наук Моисеев, Алексей Николаевич
Методика определения и исследование пилотажных и летных характеристик экраноплана схемы «тандем» в продольном движении на этапе выбора параметров аэродинамической и объемно-массовой компоновок2022 год, кандидат наук Вшивков Юрий Федорович
Влияние интегральной компоновки силовой установки и планера сверхзвукового пассажирского самолета на его эффективность2019 год, кандидат наук Ша Мингун
Влияние геометрических параметров экраноплана типа A на его весовые и экономические характеристики2013 год, кандидат наук Амплитов, Павел Андреевич
Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Совершенствование и разработка методов обоснования проектных элементов и характеристик тяжелых пассажирских экранопланов на стадиях исследовательского проектирования»
Введение
Под экранопланом понимается «многорежимное транспортное средство, которое в основном эксплуатационном режиме летит в непосредственной близости от поверхности воды или суши, используя экранный эффект.
Эффект экрана - аэродинамическое явление, проявляющееся при движении крыла у поверхности земли, которое проявляется наиболее ярко на высотах полета меньше ширины крыла. Явление эффекта экрана заключается в снижении индуктивного сопротивления и увеличении подъёмной силы крыла, что положительно влияет на аэродинамическое качество и топливную эффективность [2].
Проект любой технической системы начинается с формирования технического задания в соответствии с которым выполняются дальнейшие проектные работы. Одним из самым первых этапов проектирования является этап «Техническое предложение» [3], который предшествует основному процессу разработки и реализации проекта.
На этапе технического предложения проводятся исследования, анализ требований заказчика, а также изучаются технические, экономические и юридические аспекты проекта, а затем разрабатываются основные концепции и идеи проекта, определяются его основные характеристики, требования и ограничения. По существу, как например указано у А.И. Гайковича [4], этот «этап является исследовательской фазой, в которой прежде всего, формулируется главная цель, которая должна быть достигнута проектируемой системой. Общая задача проектирования может быть разбита на ряд подзадач».
После создания нескольких допустимых вариантов системы из них
отбираются наилучшие по принятым критериям эффективности. При этом
проводится процедура согласования частных критериев подсистем друг с
другом и с глобальным критерием для системы в целом. Таким образом целью
этапа «Техническое предложение» является определение основных аспектов
проекта, чтобы принять решение о целесообразности его дальнейшей разработки или выбора наиболее предпочтительного варианта.
В настоящее время практически полностью отсутствует методическая база для осуществления исследовательской фазы проектирования тяжелых пассажирских экранопланов. Это затрудняет оценку влияния параметров на летно-технические характеристики и поиск оптимального варианта экранопланов.
У экранопланов, как транспортного средства, существуют большие перспективы получения повышенных эксплуатационных качеств за счет более высоких аэродинамических характеристик при полете «на экране», чем у существующих или проектируемых самолетов [5]. Это позволит использовать экранопланы в качестве альтернативного транспортного средства для быстрой перевозки пассажиров и грузов на большие расстояния при более низких эксплуатационных затратах. Наиболее перспективными в этой области можно считать тяжелые пассажирские экранопланы, крейсерский режим полета которых будет проходить в условиях наибольших значений аэродинамического качества.
При этом важно учитывать, что формирование архитектурно-конструктивного типа и основных эксплуатационных качеств производится именно на этапе исследовательского проектирования
Поэтому задача совершенствования и разработки методов обоснования проектных элементов и характеристик тяжелых пассажирских экранопланов на этапе исследовательского проектирования является актуальной.
Степень разработанности темы.
Поставленные задачи решались на базе теоретических основ проектирования экранопланов и самолетов, представленных в работах Р.Е. Алексеева, Н.А. Панченкова, Р.Л. Бартини, А.И. Маскалика, К.В. Рождественского, С.М. Кривеля, Ю.Ф. Орлова, Р.А. Нагапетяна, А.И. Лукьянова, А.В. Февральских, А.М. Макиенко, В.Г. Сергеева, А.Н. Клементьева, В.И. Любимова, Э.В. Васильева, Н.К. Лисейцева, Н.А. Еремина,
П.А. Амплитова, Е.М. Грамузова, В.И. Жукова, В.В. Суржика, Р.А. Мусатова, В.А. Баринова, М.И. Антипин, Е.П. Визеля, А.А. Григорьева, Ю.А. Захарченко, А.А. Абдуллина, P.J. Mantle, M.T. Dakhrabadi, A. Maimun, K.H. Park, A.D. Pallay, A. Wahab, A. Shesham, Y.D. Dwivedi, H.H. Chun, H.J. Kim, M.P. Fink, J.L Lastinger и др.
Объектами исследования в работе являются тяжелые пассажирские экранопланы.
Предметом исследования являются методы и способы обоснования проектных элементов и характеристик тяжелых пассажирских экранопланов на стадиях исследовательского проектирования.
Цель диссертации: совершенствование и разработка методов обоснования проектных элементов и характеристик тяжелых пассажирских экранопланов на стадиях исследовательского проектирования для создания их наиболее перспективных архитектурно-конструктивных типов.
Для достижения поставленной цели должны быть решены следующие задачи:
1. Анализ транспортной и топливной эффективности экранопланов и оценка недостатков и достоинств существующих конструктивных схем;
2. Анализ существующих методов расчета аэродинамических характеристик крыльев для проектирования тяжелых пассажирских экранопланов;
3. Исследование аэродинамических характеристик различных конфигураций крыльев тяжелого пассажирского экраноплана при движении у экрана методами вычислительной гидродинамики;
4. Развитие существующих методов предварительного обоснования аэродинамических характеристик тяжелых пассажирских экранопланов на основании результатов численного моделирования;
5. Разработка методики расчета основных проектных элементов и обоснование архитектурно-конструктивного типа тяжелого пассажирского экраноплана;
6. Разработка алгоритма и программы расчета, обоснования и выбора проектных элементов и характеристик тяжелых пассажирских экранопланов и анализ их влияния на технико-экономические показатели.
Достоверность и обоснованность результатов работы обеспечивается применением апробированных аналитических и численных методов решения поставленных задач гидро -аэродинамики, использованием современного программного обеспечения в области вычислительной гидродинамики и обработки данных, верификацией результатов исследований с данными, полученными другими авторами разными методами.
Научная новизна диссертационного исследования заключается в совершенствовании и разработке методов обоснования проектных элементов и характеристик тяжелых пассажирских экранопланов на стадиях исследовательского проектирования, в том числе:
1. выполнено исследование аэродинамических характеристик крыльев тяжелых пассажирских экранопланов различных конфигураций (с шайбой, без шайбы, составного) при движении у экрана методами вычислительной аэрогидродинамики;
2. получены новые эмпирические зависимости, повышающие точность существующих методов расчета аэродинамических характеристик крыльев при их движении с учетом экранного эффекта;
3. разработана методика расчета проектных параметров (масса топлива, нагрузка на крыло, тяговооруженность) и формирования общего вида тяжелых пассажирских экранопланов;
4. предложена методика выбора и обоснования наиболее предпочтительного АКТ экраноплана на этапе исследовательского проектирования на основании критерия эффективность/стоимость;
5. разработаны алгоритм и программа расчета, обоснования и выбора архитектурно-конструктивного типа экраноплана на этапе «Техническое предложение».
Основные положения и результаты, выносимые на защиту:
- анализ транспортной и топливной эффективности экранопланов и оценка недостатков и достоинств существующих конструктивных схем и предложение современной концепции развития тяжелых пассажирских экранопланов, позволяющей устранить недостатки существующих проектов;
- постановка и решение задачи определения аэродинамических характеристик крыльев тяжелых пассажирских экранопланов различных конфигураций (с шайбой, без шайбы, составного) при движении у поверхности земли на различных относительных высотах методами вычислительной гидродинамики и результаты исследования особенностей аэродинамики крыльев тяжелого экраноплана в различных режимах полета;
- новые эмпирические зависимости для расчета аэродинамических характеристик крыльев тяжелых пассажирских экранопланов при движении с учетом экранного эффекта, полученные на основании численного моделирования;
- методика расчета проектных параметров (масса топлива, нагрузка на крыло, тяговооруженность) и формирования общего вида тяжелых пассажирских экранопланов;
- методика выбора и обоснования наиболее предпочтительного АКТ экраноплана на этапе исследовательского проектирования на основании критерия эффективность/стоимость;
- алгоритм и программа расчета, обоснования и выбора архитектурно-конструктивного типа экраноплана на этапе «Техническое предложение».
Практическая значимость работы состоит в создании научно-методического обеспечения для обоснования и расчета проектных элементов и характеристик тяжелых пассажирских экранопланов на этапах исследовательского проектирования.
Теоретическая значимость диссертации состоит в исследовании АДХ крыльев тяжелых пассажирских экранопланов при движении с учетом экранного эффекта и разработке методов расчетов их аэродинамических характеристик.
Апробация работы. Результаты исследований докладывались и обсуждались на следующих конференциях и форумах:
- международной конференции «Авиация и космонавтика». Москва,
2018.
- международном научно-промышленном форуме «Великие реки». Нижний Новгород, 2020.
- международном научно-промышленном форуме «Транспорт. Горизонты развития». Нижний Новгород, 2023;
- международном научно-промышленном форуме «Транспорт. Горизонты развития». Нижний Новгород, 2024.
Публикации. По теме диссертации автором опубликовано 11 статей, из них 5 статей в журналах, входящих в перечень ВАК и 1 в индексируемых в международных базах (Scopus или Web of Science). В соавторстве выполнено 11 работ (доля автора от 50 до 75%).
Внедрение.
Результаты диссертационной работы внедрены в учебный процесс ФГБОУ ВО «ВГУВТ» на кафедре гидродинамики, теории корабля и экологической безопасности судов, а также в деятельности Федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего образования "Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского".
Личный вклад автора состоит в участии постановке задач, в их самостоятельном решении, подготовке программы вычислительных экспериментов и их проведении, анализе результатов и построении эмпирических зависимостей, в разработке программы для расчетов, в подготовке основных выводов и рекомендаций, написании статей, оформлении и представлении докладов на конференциях.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, библиографического списка использованной литературы (105 наименований), 2-х Приложений. Основное содержание работы изложено
на 117 стр. машинописного текста, работа содержит 89 схемы и рисунков, 25 таблиц.
1. Проблемы создания высокоэффективного транспортного средства на базе экранопланов
1.1 Обзор исследований в области определения проектных элементов и характеристик экранопланов
На данный момент в экранопланостроении этап проектирования «Техническое предложение» является плохо обоснованным, что связано с различными причинами, в том числе секретностью. В процессе формирования нового подхода к данному этапу проектирования было изучено большое количество открытых источников в области общего положения дел в проектирования и строительства экранопланов и выявлены научные труды, в различной мере формирующие подходы к этапу проектирования «Техническое предложение» для экранопланов.
Открытые источники были разделены на группы в соответствии с направлениями, которым в настоящее время уделяется больше всего внимания при проектировании.
Наиболее широким направлением работ является проектирование экранопланов с взлетной массой до 10 т, осуществляющие посадку и взлет с воды и которым посвящено до 95% всех изученных работ. Созданием таких экранопланов занимались Р.Е. Алексеев, А.Н. Панченков, В.Г. Сергеев, В.В. Колганов. Анализ этих исследований показал, что в них рассматриваются следующие вопросы:
- формирования архитектурно-конструктивного типа [5-12];
- устойчивости и управляемости [13-21];
- проектирования и оптимизации экранопланов средствами численного моделирования [22-33];
- аэродинамического проектирования облика экранопланов и его крыла [7-9], [17], [34-46];
- экономических вопросов эксплуатации экранопланов [6-8], [47-62];
- выбор проектных параметров [8], [9] [63-76];
В части формирования архитектурно-конструктивного типа в проанализированных работах исследуются вопросы аэродинамической оптимизации облика экранопланов с целью обеспечения наибольшего аэродинамического качества.
Задача аэродинамического проектирования и оптимизация элементов судна играет одну из важнейших ролей в формировании облика экранопланов и изученные работы являются ценными с точки зрения формирования процессов проектирования экранопланов.
Второй группой задач при проектировании экранопланов являются вопросы динамики экранопланов, а именно задачи устойчивости и управляемости, связанные прежде всего с опасностью столкновения судна с поверхностью земли во время движения и обеспечением самобалансировки экранопланов во время полета на «экране». В рамках этапа «Техническое предложение» эта задача чаще всего решается путем анализа аналогов и прототипов [65].
Третьим направлением является использование численного моделирования при проектировании экранопланов.
Авторы работ [23-25] используют методы численного эксперимента для расчета аэродинамических и моментных характеристик судна для выбранных геометрических характеристик с целью подтверждения правильности выбора внешнего облика судна. В остальных работах [26-33] авторы используют методы вычислительной гидродинамики (СЕВ) как инструмент изучения эффекта экрана на несущие свойства крыла или экраноплана в целом.
Численные методы при всех своих положительных свойствах и перспективах, имеют и недостатки, которые ограничивают их использование на этапе эскизного проектирования. Связано это в первую очередь с высокой трудоемкостью, большими затратами вычислительных мощностей и времени для всех процессов расчетов и оптимизации.
Особого внимания в части экономического обоснования проектирования и эксплуатации экранопланов заслуживают работы [47], [49], [51], [57], в которых достаточно подробно описываются методики расчета эффективности. Расчет характеристик функциональной эффективности базируется на формулах, описанных в работах [48] и [59]. Особого внимания заслуживают методики, разработанные Р.Л. Бартини [48], [49], [61], главным отличием которых является учет не только транспортно-экономических аспектов проекта, но и функциональные возможности с точки зрения возможности взлета и посадки на неподготовленные площадки или акватории.
Работы [47], [60], [62] в основном базируются на материалах и методиках расчета советского периода, что затрудняет их применение в условиях рыночной экономики, но изложенные в этих работах общие подходы в части составляющих экономических расчетов, могут быть использованы и в настоящее время. Большое внимание в проанализированных работах уделяется экономике эксплуатации экранопланов, находящихся в серийном производстве, но не освещается вопрос стоимости экраноплана как изделия, что важно, поскольку при проектировании экраноплана может возникнуть ситуация, когда транспортная и топливная эффективность, за счет аэродинамического качества, будет высокой, а стоимость его изготовления будет чрезмерно высокой, не позволяющей компании использующей данное судно окупиться за весь срок эксплуатации.
Другим важным направлением при проектировании экранопланов является аэродинамический расчет крыла аналитическими методами, являющийся актуальным для выбора наиболее выгодной конфигурации крыла для обеспечения наибольшего аэродинамического качества.
Анализ литературных источников [7,8], [34-46] в области аэродинамического проектирования экранопланов показал, что существует достаточно большое количество методов расчета аэродинамических характеристик крыльев с учетом влияния эффекта экрана. Однако разнообразие найденных методов приводит к проблеме их применения для
определения характеристик тяжелых пассажирских экранопланов, поскольку данные методы в основном предназначены для расчетов аэродинамических легких экранопланов с взлетной массой не более 10 тонн. Это требует адаптации и совершенствования методов для возможности расчетов тяжелых пассажирских экранопланов с взлетной массой более 100 тонн.
Работы [8], [9] [63-76] посвящены определению проектных параметров экранопланов: нагрузке на крыло, тяговооруженности и относительной массе топлива.
Кроме того, анализ литературных источников показывает, что методы расчетов проектных параметров экранопланов практически полностью заимствуются из проектирования авиационной техники. Например, для расчетов нагрузок на крыло, тяговооруженностей и масс топлива используются формулы [65]. В работах [64-68], [59] приведены формулы для расчетов масс основных элементов конструкций, и агрегатов самолетов, используемых для расчетов максимальных взлетных масс первого и второго приближения. Основным затруднением данного метода является то, что из рассчитанных вариантов нагрузок на крыло, конструктору предлагается выбрать наименьшее значение и соответствующее для данного значения нагрузки на крыло, наибольшее значение тяговооруженности. Данный подход в источнике [66] описывается как допущение, т.к. в большинстве случаев именно такой выбор проектных параметров обеспечивает минимальное значение взлетной массы летательного аппарата, однако не дает гарантии что данная комбинация проектных параметров обеспечит выполнение условия минимальной взлетной массы экраноплана.
1.2 Оценка транспортной и топливной эффективности экранопланов
Техническая эволюция в области проектирования и строительства экранопланов привела к появлению трех основных концепций взлетно-
посадочных возможностей экранопланов и их зависимости от обслуживающей инфраструктуры [7]:
- аэропорт-акватория-аэропорт.
- гидропорт-акватория-гидропорт.
- смешанная.
Концепция «аэропорт-акватория-аэропорт» ориентирована на традиционную авиационную инфраструктуру и предполагает интеграцию новых типов судов в систему авиационного транспорта. Потенциальными районами эксплуатации являются магистральные трассы над морскими и океанскими акваториями. Морские экранопланы в этом случае будут обладать наибольшей экономичностью, дальностью полетов или грузоподъемностью в крейсерском режиме. В плане организации работы экранопланов концепция «аэропорт - акватория - аэропорт» является наиболее простой, поскольку не требует разработки сложных стартово-посадочных устройств. Именно поэтому после многолетних исследований фирма «Боинг» (США) приступила к созданию первой коммерческой транспортной системы на базе сверхтяжелого самолета-экраноплана «Пеликан» [7].
Вторая концепция предполагает использование экранопланов в системе водного транспорта, когда все транспортные операции будут осуществляться непосредственно на акватории. Для этой концепции характерен широкий спектр применения новых скоростных судов: от небольших пассажирских и служебных катеров до межконтинентальных контейнеровозов. Все экранопланы, спроектированные и построенные к настоящему времени, ориентированы на этот вариант транспортных систем (экранопланы КМ, Волга-2) [7].
Третья, смешанная, концепция включает в себя преимущества и недостатки обоих концепций. Примером аппарата данной концепции может служить экраноплан «Чайка-2». Экранопланы третьей концепции обладают преимуществом в части возможности эксплуатации с подготовленных аэродромов и гидропортов, что существенно расширяет географию их
использования и потенциально делает их более востребованным видом транспорта, чем экранопланы концепций 1 и 2.
Описанная классификация концепций экранопланов впервые была предложена и сформулирована известным теоретиком экранопланов А. Н. Панченковым и описана в источнике [7].
Известна так же классификация аппаратов по высотам полета [6]:
Тип А - судно, которое сертифицировано для эксплуатации только внутри зоны действия «экранного эффекта». Такие суда во всех режимах эксплуатации подчиняются требованиям 1МО (Волга-2, КМ);
Тип В - судно, которое сертифицировано кратковременно и на ограниченную величину увеличивать высоту полёта за пределы действия «экранного эффекта», но на расстояние от поверхности, не превышающее 150 м. Также подчиняется требованиям 1МО. Максимальная высота такого «перелёта» должна быть меньше, чем минимальная безопасная высота полёта воздушного судна по требованиям 1САО. Ограничение высоты в 150м контролируется 1САО (Орион-10, 0рион-20, Тунгус);
Тип С - судно, сертифицированное для эксплуатации вне зоны действия «экранного эффекта» при высоте, превосходящей 150м. Подчиняется требованиям 1МО во всех режимах эксплуатации, кроме «самолётного». В «самолётном» режиме безопасность обеспечивается только требованиями 1САО, с учетом особенностей экранопланов (Чайка-2, Чайка-3Р, Орленок) [6].
В рамках достижения поставленных целей диссертационной работы было предложено разделить экранопланы на 2 крупные категории: грузовые и пассажирские [77]. В работах [78] и [79] были рассмотрены вопросы использования пассажирских и грузовых самолетов и судов. По итогам изучения этих документов был сделан вывод, что самолеты являются наиболее популярным видом транспорта при перевозке людей на большие расстояния (более 2000 километров). В мировой транспортной системе пассажирские международные перевозки занимают более 15%. Из них около 70% это
трансокеанические пассажироперевозки (9% в мировой системе пассажироперевозок).
Перевозка грузов, требующих особых условий доставки с помощью авиационной техники в мировой транспортной системе (среди грузовых транспортных средств) занимает около 1%. В грузовых перевозках абсолютным лидером являются морские и океанические суда - 63% в мировом грузообороте [78].
На основе проведенного в работе [77] анализа, можно сделать вывод, что тяжелые пассажирские экранопланы целесообразно сравнивать с пассажирскими самолетами, т.к. именно этим видом транспорта осуществляется наибольшее количество перевозок пассажиров на километр пути в мировой транспортной системе. Грузовые же экранопланы логичнее всего сравнивать с водным транспортом.
На основании анализа литературных источников можно сделать вывод о том, что в настоящее время рост топливной эффективности практически достиг своего предела. Связано это со следующими причинами:
1. Практически достигнуто аэродинамическое совершенство самолетов, а использование перспективных аэродинамических схем способно привести к незначительному росту показателей аэродинамического качества К (10-12%);
2. Практически достигнуто газодинамическое совершенство турбореактивных двигателей;
3. Практически достигнут предел по весовой отдаче по массе пустого снаряженного летательного аппарата. На данный момент налажено производство пассажирских самолетов конструкция планера которых на 5070% состоит из деталей, выполненных из композиционных материалов.
Одним из перспективных направлений в мировом авиастроении и судостроении для повышения топливной эффективности является переход к использованию криогенных силовых установок, работающих на сжиженном водороде или природном газе. Данный переход способен обеспечить качественный рост характеристик топливной эффективности.
Таким образом тяжелые пассажирские экранопланы можно рассматривать, как альтернативу тяжелым дальнемагистральным пассажирским самолетам, т.к. полет в зоне действия эффекта экрана с использованием новых конфигураций крыльев позволит обеспечить рост аэродинамического качества на 50-75% и сделать данный вид транспорта более эффективным с точки зрения экономичности и весовой отдачи по сравнению с тяжелыми пассажирскими самолетами.
Для определения преимуществ и недостатков экранопланов были рассчитаны значения транспортной А и топливной д эффективностей, а также определены основные показатели входящих в состав критериев эффективности.
Оценка транспортной эффективности тяжелых пассажирских экранопланов
Любое транспортное судно и его составляющие части возможно характеризовать с помощью различных видов эффективности (весовой, экономической, транспортной, эксплуатационной и др.). При этом каждый из видов эффективностей характеризуется своим набором показателей эффективности, которые характеризуют те или иные аспекты создания и функционирования судна [59].
Транспортная эффективность экранопланов, как и летательных аппаратов, может быть охарактеризована лишь часовой производительностью, выражаемой произведением массы коммерческой нагрузки на скорость полета. Однако эта величина не может служить исчерпывающим критерием транспортной эффективности судна, поскольку она не учитывает дальность полета и тех средств, с помощью которых достигается производительность (расход топлива и масса конструкции). Аппарат может иметь большую часовую производительность на малой дальности полета и ничтожную — на большой (за счет уменьшения массы коммерческой нагрузки по мере
Похожие диссертационные работы по специальности «Другие cпециальности», 00.00.00 шифр ВАК
Экспериментальные и проектные исследования и разработка методов определения рациональных технических параметров высокоскоростных судов с динамическими принципами поддержания новых типов2004 год, доктор технических наук Афрамеев, Эдуард Аркадьевич
Методика многодисциплинарной оптимизации по выбору параметров законцовок крыльев магистральных самолетов2018 год, кандидат наук Гуереш Джахид
Анализ и выбор рациональной аэродинамической компоновки экраноплана2009 год, кандидат технических наук Антипин, Максим Иванович
Система управления продольным движением легкого экраноплана с воздействием на руль высоты2004 год, кандидат технических наук Зайцев, Сергей Валентинович
Методика расчета аэродинамических характеристик судов с аэродинамической разгрузкой2023 год, кандидат наук Каунг Мьят Сое
Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Лучков Андрей Николаевич, 2024 год
Список литературы
1. ГОСТ Р 55506-2013 Транспорт водный внутренний. Термины и определения : дата введения 2013-08-20. - Москва : Стандартинформ, 2014. -23 с.
2. Авиация: Энциклопедия. / Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н. Е. Жуковского ; под ред. Г. П. Свищева. -Москва : Большая российская энциклопедия, 1994. - 739 с.
3. Белавин, Н. И. Экранопланы / Н. И. Белавин. - 2-е изд. перераб. и доп. - Ленинград : Судостроение, 1977. - 227 с.
4. ГОСТ 2.103-2013. Единая система конструкторской документации. Стадии разработки.- Взамен ГОСТ 2.103-68 : дата введения 2015-07-01. -Москва : Стандартинформ, 2019. - 8 с.
5. Гайкович, А. И. Моделирование процессов создания морской техники : Учебное пособие / А. И. Гайкович. - СПб : СПбГМТУ, 2015. - 139 с.
6. Маскалик, А. И. Экранопланы - транспортные суда будущего / А. И. Маскалик, Р. А. Нагапетян, А. И Лукьянов. - Санкт-Петербург : Судостроение, 2013. - 352 с.
7. Панченков, А. Н. Экспертиза экранопланов / А. Н. Панченков, П. Т. Драчев, В. И. Любимов. - Нижний Новгород : Поволжье, 206. - 656 с.
8. Амплитов, П. А. Влияние геометрических параметров экраноплана типа А на его весовые и экономические характеристики : специальность 05.07.01 "Аэродинамика и процессы теплообмена летательных аппаратов" : автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук / Амплитов Павел Андреевич. - Комсомольск-на-Амуре, 2013. - 24 с.
9. Суржик, В. В. Методы структурно-параметрического синтеза
математических моделей экранопланов : специальность 05.13.01 "Системный
анализ, управление и обработка информации (по отраслям)" : автореферат
диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук / Суржик
Виталий Витальевич. - Иркутск, 2010. - 46 с.
118
10. Клементьев, А. Н. Экранопланы : Учебное пособие / А. Н. Клементьев, В. И. Любимов. - Часть 1. - Н. Новгород : ФГОУ ВПО ВГАВТ, 2004. - 40 с.
11. Клементьев, А. Н. Экранопланы. Особенности аэродинамики. Технико-эксплуатационные характеристики. Современные концепции использования. : Учебное пособие / А. Н. Клементьев, В. И. Любимов, Э. В. Васильев. - Часть 2. - Н. Новгород : ФГОУ ВПО ВГАВТ, 2005. - 42 с.
12. Роннов, Е. П. особенности проектирования судов с динамическими принципами поддержания : Учебное пособие / Е. П. Роннов, В. И. Любимов. -Н. Новгород : ФГБОУ ВО "ВГУВТ", 2018. - 133 с.
13. Особенности проектирования системы управления экранопланом / С. А. Бродский, А. Ю. Княжский, А. В. Небылов, А. И. Панферов // Сборник трудов XIII Всероссийского совещания по проблемам управления ВСПУ-2019. - Москва : Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН, 2019. - С. 1230-1235.
14. Макеенко, А. М. Динамика полета экраноплана / А. М. Макеенко. -Москва : Книгиздат, 2023. - 242 с. - ISBN 978-5-4492-0444-8.
15. Небылов, А. В. Проблемы, теория и системы автоматического управления движением экранопланов / А. В. Небылов, В. А. Небылов // XII всероссийское совещание по проблемам управления ВСПУ-2014 . - Москва : Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН, 2014. - С. 33913400.
16. Иродов, Р.Д. Критерии продольной устойчивости экраноплана / Р.Д. Иродов. - М : Ученые записки ЦАГИ, 1970
17. Жуков В.И. Особенности аэродинамики, устойчивости и управляемости экраноплана / В. И. Жуков - М.: Типография ЦАГИ, 1997. 80
18. Мусатов, Р.А. Особенности продольной статической устойчивости компоновки экраноплапа самолётной схемы / Р.А. Мусатов // Сборник докладов конференции Геленджик-2004. - М.: Типография ЦАГИ, 2004. - С. 208-215
19. Суржик, В. В. Системные преимущества самостабилизирующихся экранопланов / В. В. Суржик, Ю. Ф. Мухопад // Мир транспорта. - 2008. - № 3. - С. 32-37.
20. Чирков, П. Р. Влияние адаптации геометрии профиля крыла на устойчивость экраноплана : специальность 05.07.02 "Проектирование, конструкция и производство летательных аппаратов" : автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук / Чирков Павел Рудольфович. - Красноярск, 2006. - 22 с.
21. Суржик, В. В. Определение зон устойчивости конструктивных схем экрапопланов / В. В. Суржик // Полет. - 2010. - № 2. - С. 28-32.
22. Февральских, А. В. Опыт проектирования аэрогидродинамической компоновки скоростного амфибийного судна на воздушной подушке с аэродинамической разгрузкой на базе сШ-технологий / А. В. Февральских, Е. М. Грамузов // Современные технологии в кораблестроительном и авиационном образовании, науке и производстве. Сборник докладов Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 100-летию со дня рождения Р.Е. Алексеева . - Нижний Новгород : Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева, 2016. - С. 194199.
23. Февральских, А. В. Численное исследование влияния удлинения крыла на характеристики движения под действием экранного эффекта амфибийного судна на воздушной подушке с аэродинамической разгрузкой / А. В. Февральских // Известия КГТУ. - 2019. - № 53. - С. 182-192.
24. Февральских, А. В. Автоматизированное проектирование аэродинамической компоновки экраноплана самолетной схемы с учетом критериев продольной статической устойчивости / А. В. Февральских, Е. М. Грамузов, М. С. Махнев // Современные технологии в кораблестроительном и авиационном образовании, науке и производстве. Сборник докладов Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 105-летию
со дня рождения Р.Е . - Нижний Новгород : Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева, 2021. - С. 240-244.
25. Махнев, М. С. Автоматизированное проектирование аэродинамической компоновки экраноплана самолетной схемы с т-образным оперением, обеспечивающей устойчивость крейсерского полета. : специальность 05.08.03 "Проектирование и конструкция судов" : автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук / Махнев Мирослав Сергеевич. - Нижний Новгород, 2021. - 24 с.
26. Maimun, А. Aerodynamic Behavior of a Compound Wing Configuration in Ground Effect / А. Maimun, S. Jamei // Jurnal Teknologi : электронный журнал. - URL: https://journals.utm.my/index.php/jurnalteknologi/article/view/2478. -Дата публикации : 01.01.2014.
27. Maimun, А. Comparison of Numerical Simulation with Experimental Result for Small Scale One Seater Wing in Ground Effect (WIG) Craft / А. Maimun, А. Baharun // International conference on mathematics, engineering and industrial applications : электронный журнал. - URL: https://doi.org/10.1063/L4915838. -Дата публикации: 28.05.2014.
28. Shen, Y. Aerodynamic characteristics of multiple flapping wing configurations / Y. Shen, H. Cai // Extrica : электронный журнал. - URL: DOI http://dx.doi.org/10.21595/jve.2016.16568. - Дата публикации: 18.01.2016.
29. Zhigang, Y Complex Flow for Wing-in-ground Effect Craft with Power Augmented Ram Engine in Cruise / Y Zhigang, Y. Wei // Chinese Journal of Aeronautics : электронный журнал. - URL: https://doi.org/10.1016/S1000-9361(09)60180-1. - Дата публикации: 23.02.2010.
30. Computational Aerodynamics and Flight Stability of Wing-In-Ground (WIG) Craft / H. Wang, C. J. Teo, B. C. Khoo, C. J. Goh // Procedia Engineering. -2013. - № 67. - С. 15-24.
31. Computational analysis of aerodynamic characteristics for wing in ground
effect craft in lateral stability / M. A. U. Amir, A. Maimun, S. Mat, M. R. Saad //
AEROTECH VI - Innovation in Aerospace Engineering and Technology :
121
электронный журнал. - URL: doi:10.1088/1757-899X/152/1/012003. - Дата публикации: 08.11.2016.
32. Numerical Structural Analysis on a Composite Main Wing of WIG Craft / A. Priyanto, M. F. Abdullah, M. Nakisa, R. Rahimuddin // Numerical Structural Analysis on a Composite Main Wing of WIG Craft : электронный журнал. - URL: https://doi.org/10.11113/jt.v69.3273. - Дата публикации: 15.07.2015.
33. Применение методов вычислительного эксперимента для определения аэродинамических характеристик экраноплана на крейсерском режиме движения / В. Н. Блохин, В. М. Прохоров, П. С. Кальясов [и др.] // Вестник Нижегородского университета им. Н. И. Лобачевского. - 2012. - Т. 1, № 3. - С. 147-154.
34. Мусатов, Р. А. Особенности влияния удлинения прямоугольных крыльев на аэродинамические характеристики вблизи экрана / Р. А. Мусатов // Сборник докладов конференции Геленджик-2002. - Москва : Типография УАГИ, 2002. - С. 273-280.
35. Антипин, М. И. Анализ и выбор рациональной аэродинамической компоновки экраноплана : специальность 05.07.02 "Проектирование, конструкция и производство летательных аппаратов" : автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук / Антипин Максим иванович. - Иркутск, 2009. - 23 с.
36. Mantle, P. J. Induced drag of wings in ground effect / P. J. Mantle // Aeronautical Journal. - 2016. - № 1234. - С. 1867-1890.
37. Effect of Ground Proximity on Aerodynamic Characteristics of NACA 4412 Airfoil / A. D. Pallay, A. Wahab, A. Shesham, Y. D. Dwivedi // Graduate Research in Engineering and Technology. - 2022. - № 14. - С. 120-135.
38. Dakhrabadi, M. T. A practical method for aerodynamic investi gation of WIG / M. T. Dakhrabadi, M. S. Seif // Aerosp. Technol.. - 2016. - Т. 1, № 88. - С. 73-81.
39. Park, K. Н. Influence of endplate on aerodynamic characteristics of low aspect ratio wing in ground effect / K. Park, J. Lee // Mechanical science and technology. - 2008. - № 22. - С. 2578-2589.
40. Park, K.H. Experimental investigation of wing in ground effect with a NACA6409 section / K.H. Park, H.H. Chun, H.J. Kim // Journal of Marine Science and Technology. - 2008. - № 13. - С. 317-327.
41. Barber, T. Aerodynamic ground effect: a case study of the integration of CFD and experiment / T. Barber // International Journal of Vehicle Design. - 2006. - № 40. - С. 299-316.
42. Dakhrabadi, M. T. Influence of main and outer wings on aerodynamic characteristics of compound wing-in-ground effect / M. T. Dakhrabadi, M. S. Seif // Aerospace Science and Technology. - 2016. - № 55. - С. 177-188.
43. Jones, R.T. Corrections of the Lifting Line Theory for the Effect of Chord / R.T. Jones. - Virginia : Langley Aeronautical Laboratory, 1941. - 10 с.
44. Fink, M.P. Aerodynamic Characteristics of Low Aspect Ratio Wings in Close Proximity to the Ground / M.P. Fink, J.L Lastinger. - NASA Technical Note D-926. - Virginia : Langley Aeronautical Laboratory, Virginia, 1961. - 40 с.
45. Kida, T. Minimum induced drag of non-planar ground effect wings with small tip clearance / T. Kida, Y. Miyai // The Aeronautical Quarterly. - 1976. - Т. 3, № 10. - С. 106-112.
46. Баринов, В. А, О минимальном индуктивном сопротивлении крыла конечного размаха вблизи земли / В. А, Баринов // Сборник докладов конференции Геленджик-2002 . - Москва : Типография ЦАГИ, 2002. - С. 270272.
47. Клементьев, А. Н. Экранопланы. : Учебное пособие / А. Н. Клементьев, В. И. Любимов, Э. В, Васильев. - Часть 3. - Нижний Новгород : ФГОУ ВПО "ВГАВТ", 2008. - 48 с.
48. Фортинов, Л. Г. Синтез облика летательных аппаратов гидроавиации и методология их комплексной оценки на начальных этапах проектирования : специальность 05.07.02 "Проектирование, конструкция и производство
123
летательных аппаратов" : автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук / Фортинов Леонид Григорьевич. - Москва, 2002. - 44 с.
49. Фролов, В. В. Сравнительная весовая оценка гидросамолета и экраноплана при условии сопоставимости их по целевой эффективности / В.
B. Фролов, Е. И. Кужуева // Авиационная промышленность. - 2008. - № 2. -
C. 13-16.
50. Сатин, В. А. О транспортной эффективности экранопланов / В. А. Сатин // Вестник Воронежского государственного технического университета.
- 2012. - Т. 2, № 12. - С. 122-125.
51. Шейнин, В. М. Весовая и транспортная эффективность пассажирских самолётов / В. М. Шейнин. - М. : ОБОРОНГИЗ, 1962. - 364 с.
52. Оценка технического уровня летательных аппаратов гидроавиации методом формального приведения к единым параметрам / Л. Г. Фортинов, А. В, Явкин, В. О. Терешко, В. В. Хруленко // Сборник докладов конференции Геленджик-2000. - Москва : Типография ЦАГИ, 2000. - С. 119-124.
53. Суржик, В. В. Системные преимущества самостабилизирующихся экранопланов / В. В. Суржик, Ю. Ф. Мухопад // Мир транспорт. - 2008. - № 3.
- С. 32-37.
54. Афрамеев, Э. А. Место экранопланов в системе транспортных средств и основные направления в развитии их технического облика / Э. А. Афрамеев // Сборник докладов конференции Геленджик-96. - Москва : Типография ЦАГИ, 1996. - С. 33-37.
55. Сандакова, Н. Ю. Экономические аспекты организации производства высокоэффективной транспортной системы на базе экранопланов нового поколения (напримере предприятий восточной сибири) : специальность 05.02.22 "Организация производства (промышленность" : диссертация на соискание ученой степени кандидата экономических наук / Сандакова Наталья Юрьевна. - Москва, 2003. - 158 с.
56. Богатов, В. И. О критериях оценки транспортных самолётов / В. И. Богатов // / Труды МАИ. - 1972. - № 255. - С. 10-15.
57. Абрамовский, А. В. Разработка методов технико-экономического анализа и комплексной оценки экономической эффективности высокоскоростных судов : специальность 05.08.03 "Проектирование и конструкция судов" : диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / Абрамовский Анатолий Валентинович. - Санкт-Петербург, 2008. - 247 с.
58. Томашевич, Д. Л. Конструкция и экономика самолета / Д. Л. Томашевич. - Москва : ОБОРОНГИЗ, 1960. - 202 с.
59. Шейнин, В. М. Весовое проектирование и эффективность пассажирских самолётов. Справочник / В. М. Шейнин, В. И. Козловский. - 2-е изд. перераб. и доп. - Москва : Машиностроение, 1984. - 552 с.
60. Саркисян, С. А, Экономическая оценка летательных аппаратов / С. А, Саркисян, Э. С. Минаев. - Москва : Машиностроение, 1972. - 180 с.
61. Панатов, Г. С. Оценка энергетической эффективности систем авиационных транспортных машин с помощью интегрального критерия Бартини Baf / Г. С. Панатов, Л. Г. Фортинов, В. О. Терешко // Авиационная промышленность. - 2000. - № 2. - С. 61-64.
62. Амплитов, П. А. Использование квалиметрических критериев для оценки лёгких экранопланов типа А на ранних этапах проектирования / П. А. Амплитов // Авиационная промышленность. - 2011. - № 3.
63. Конструкция быстроходных судов: Пособие для студентов специальности 1-37 03 02 «Кораблестроение и техническая эксплуатация водного транспорта» : Учебное пособие / Б. А, Барбанель, И. В. Качанов, Ю. П. Ледян [и др.]. - Минск : БНТУ, 2015. - 74 с.
64. Морозов, В. П. Основы проектирования экранопланов : учебно-методическое пособие / В. П. Морозов. - Нижний Новгород : Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева, 2015. - 39 с.
65. Проектирование самолетов / С. М, Егер, В. Ф. Мишин, Н. К. Лисейцев [и др.]. - 3-е изд., перераб. и доп.. - Москва : Машиностроение, 1983. - 616 с.
66. Проектирование самолетов. Учебник для студентов, обучающихся по основным образовательным программам высшего образования по специальности 24.05.07 "Самолето- и вертолетостроение", по направлениям подготовки 24.03.04 "Авиастроение" и 24.04.04 "Авиастроение" : учебное пособие / М.А. Погосян, Н.К. Лисейцев, Д.Ю. Стрелец [и др.]. - Москва : Инновационное машиностроение, 2018. - 863 с.
67. Бадягин, А. А. Проектирование легких самолетов : учебное пособие / А. А. Бадягин, Ф. А. Мухамедов. - Москва : Машиностроение, 1978. - 207 с.
68. Арепьев, А. Н. Концептуальное проектирование магистральных пассажирских самолетов. Выбор схемы и параметров : учебное пособие / А. Н. Арепьев. - Москва : МАИ, 1996. - 96 с.
69. Торенбик, Э. Проектирование дозвуковых самолетов : Введ. к предварит. проектированию дозвуковых трансп. самолетов и самолетов общ. пользования; выбор схемы, аэродинам. расчет, выбор силовой установки и оценка лет. Характеристик : учебное пособие / Э. Торенбик. - Москва : Машиностроение, 1983. - 647 с.
70. Еремин, Н. А. Об одном подходе к автоматизированному формированию облика самолета схемы "Летающее крыло" / Н. А. Еремин, Н. К. Лисейцев // Вестник МАИ. - 2009. - Т. 16, № 6. - С. 5-10.
71. Математическое моделирование при формировании облика летательного аппарата : учебное пособие / В. В. Гуляев, О. Ф. Демченко, Н. Н. Долженков [и др.]. - Москва : Машиностроение, 2005. - 494 с.
72. Самойлович, О. С. Формирование области существования самолета в пространстве обобщенных проектных параметров : учебное пособие / О. С. Самойлович. - Москва : МАИ, 1994. - 96 с.
73. Концептуальное проектирование самолета : учебное пособие / В. А. Комаров, Н. М. Боргест, И. П. Вислов [и др.]. - 2-е издание, переработанное и дополненное. - Самара : СГАУ, 2013. - 120 с.
74. Мунро, В. Проектирование и расчет гидросамолетов / В. Мунро. -Репринт оригинала. - Москва : Книга по Требованию, 2023. - 147 с.
75. Самсонов, П. Д. Проектирование и конструкции гидросамолетов / П. Д. Самсонов. - Москва : ОНТИ НКТИ СССР, 1936. - 524 с.
76. Волков, Г. Основы гидроавиации / Г. Волков. - Москва : Государственное военное издательство наркомата обороны союза ССР, 1940. - 248 с.
77. Оценка и сравнение транспортной и топливной эффективности тяжелых экранопланов типа С концепции "Аэропорт-акватория-аэропорт" / А. Н. Лучков, С. А, Ермаков, Е. Ю. Чебан, Е. В, Журавлев // Научно-технический сборник Российского морского регистра судоходства. - 2019. - № 56-57. - С. 26-39. - ISSN 2223-7097
78. Прогноз развития воздушного транспорта до 2025 года. - Москва : Авиаиздат, 2007. - 65 с.
79. О географии мирового транспорта // Яндекс Дзен : сайт. - URL: https://dzen.ru/a/YXQUhcBfJkSuUiYp (дата обращения: 20.01.2024)
80. Уголок неба : сайт. - URL: https://www.airwar.ru/ (дата обращения: 20.01.2024)
81. AirBus : сайт. - URL: https://www.airbus.com/en (дата обращения: 20.01.2024)
82. Boeing : сайт. - URL: https://www.boeing.com/ (дата обращения: 20.01.2024)
83. Центральное конструкторское бюро им. Р. Е. Алексеева : сайт. -URL: http://www.ckbspk.ru/7yscHd4rmiyhoenr711307717 (дата обращения: 20.01.2024)
84. Февральских, А. В. Разработка методики проектирования
аэрогидродинамической компоновки амфибийного судна на воздушной
127
подушке с аэродинамической разгрузкой на основе численного моделирования : специальность 05.08.03 "Проектирование и конструкция судов" : автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук / Февральских Андрей Владимирович. - Нижний Новгород, 2017. - 24 с.
85. Визель, Е. П. Аэродинамика экранопланов самолетной схемы с комбинированными несущими поверхностями / Е. П. Визель, А. А. Григорьев, Ю . А. Захарченко // Техника воздушного флота. - 2015. - Т. 89, № 1. - С. 312. - ISSN 0868-8060
86. Лучков, А. Н. Оценка и сравнение транспортной и топливной эффективности тяжелых экранопланов класса в концепции "аэропорт-акватория-аэропорт". Оценка перспектив внедрения экранопланов в мировую транспортную систему / А. Н. Лучков // Авиация и космонавтика . - Москва : МАИ, 2018. - С. 33-34.
87. Лучков, А. Н. Оценка критериев эффективности гражданских экранопланов / А. Н. Лучков, Е. Ю. Чебан // Великие реки - 2020 . - Нижний Новгород : Волжский государственный университет водного транспорта, 2020. - С. 12.
88. Абдуллин, А. А. Аэродинамические характеристики и продольная устойчивость схематизированной модели экраноплана самолетной схемы на крейсерском режиме полета / А. А. Абдуллин // Сборник докладов конференции Геленджик-2016. - Москва : Типография ЦАГИ, 2016. - С. 9498.
89. Визель, Е. П. О влиянии дополнительных несущих поверхностей на аэродинамические характеристики экраноплана самолетной схемы / Е. П. Визель, А. А. Григорьев, Ю . А. Захарченко // Сборник докладов конференции Геленджик-2014. - Москва : Типография ЦАГИ, 2014. - С. 192-198.
90. Сергеев, В. Г. К вопросу обоснования выбора аэродинамической компоновки типа "B" / В. Г. Сергеев // Сборник докладов конференции
Геленджик-2014. - Москва : Типография ЦАГИ, 2014. - С. 205-211.
128
91. О некоторых особенностях аэрогидродинамики экраноплана "Орион-20" при испытаниях над водой и льдом / В. Г. Сергеев, Ю. Г. Варакосов, О. А. Волик [и др.] // Сборник докладов конференции Геленджик-2014 . - Москва : Типография ЦАГИ, 2014. - С. 212-218.
92. Сергеев, В. Г. Экспериментальное исследование аэрогидродинамических характеристик модели экраноплана с центропланом, оснащенным щелевой механизацией передней кромки и двухзвенным закрылком / В. Г. Сергеев, Л. Д. Коврижных, Г. А. Вишневский // Сборник докладов конференции Геленджик-2014 . - Москва : Типография ЦАГИ, 2014.
- С. 186-191.
93. Сергеев, В. Г. Основные условия при формировании облика экранолетов (экранопланов типа "B" и "С") на стадии предварительного проектирования / В. Г. Сергеев // Сборник докладов конференции Геленджик-2018 . - Москва : Типография ЦАГИ, 2018. - С. 142-160.
94. Ляскин, А. С. Расчёт аэродинамических профилей по моделям идеальной и вязкой жидкости : учебное пособие / А. С. Ляскин, В. А. Фролов.
- Самара : ФГБОУ Самарский государственный университет им. Академика С.П. Королева (НИУ), 2011. - 26 с.
95. Лучков, А. Н. Численное моделирование испытаний составного крыла экраноплана в аэродинамической трубе / А. Н. Лучков, Е. Ю. Чебан // Научные проблемы водного транспорта. - 2023. - № 75. - С. 108-117. - ISSN 2713-1858
96. Нормы летной годности самолетов транспортной категории (НЛГ-25). - Москва : Приказ Росавиации, 2024. - 546 с. - ISBN 979-5-903081-20-1
97. ГОСТ 4401-81. Атмосфера стандартная. Параметры : дата введения 1982-07-01. - Москва : ИПК Издательство стандартов, 2004. - 181 с.
98. Основы синтеза систем летательных аппаратов. Под ред. А.А. Лебедева. М.: Машиностроение. 1987. 223с
99. Еремин, Н. А. Методика выбора предпочтительного варианта облика самолета на этапе завязки проекта / Н. А. Еремин, Н. К. Лисейцев // Труды
129
МАИ : электронный журнал. - URL:
https://trudymai.ru/upload/iblock/c95/c954e30c8bdb04ee77647168ff7d4781.pdf7y sclid=lsypdja3ti896329971 (дата обращения: 23.02.2024).
100. Matveev, K. Dynamics and stability of boats with aerodynamic support / K. Matveev, N. Kornev // Journal of Ship Production and Design. - 2013. - Vol. 29, No. 1. - P. 17-24. - DOI 10.5957/JSPD.29.1.120033. - EDN PROUWW.
101. Математическая модель движения летательного аппарата вблизи поверхности экрана с реализацией различных способов траекторного управления / С. М. Кривель, Ю. Ф. Вшивков, Е. А. Галушко, К. А. Фурзанов // Динамические системы и компьютерные науки: теория и приложения (DYSC 2022) : Материалы 4-й Международной конференции, Иркутск, 19-22 сентября 2022 года. - Иркутск: Иркутский государственный университет, 2022. - С. 160-163. - EDN MZMCFE.
102. Вшивков, Ю. Ф. Метод решения задачи исследования параметров динамики движения экраноплана вблизи подстилающей поверхности / Ю. Ф. Вшивков, С. М. Кривель // Известия Иркутского государственного университета. Серия: Математика. - 2015. - Т. 14. - С. 42-54. - EDN VAWBRD.
103. Кривель, С. М. Влияние параметров компоновки экраноплана схемы "Тандем" на его аэродинамические характеристики / С. М. Кривель, Е. А. Галушко // Вестник Инженерной школы Дальневосточного федерального университета. - 2022. - № 2(51). - С. 3-16. - DOI 10.24866/2227-6858/2022-2/316. - EDN EGFQCN.
104. Галушко, Е. А. Оценка аэродинамических и летно-технических характеристик экраноплана с учетом поддува струи от воздушного винта / Е. А. Галушко, С. М. Кривель // Вестник Инженерной школы Дальневосточного федерального университета. - 2021. - №№ 1(46). - С. 10-23. - DOI 10.24866/22276858/2021-1-2. - EDN EFUPRS.
105. Wu, C. K. Computation of lift-to-drag ratio for flow past a wing in ground effect / C. K. Wu, K. V. Rozhdestvensky // Zhongguo Hangkong Taikong Xuehui Huikan. - 2005. - Vol. 37, No. 3. - P. 261-268. - EDN LIZSJN.
130
Приложение 1. Результаты численного моделирования аэродинамических характеристик экраноплана
Таблица 1.1 - Силы сопротивления крыла конфигурации 1. Удлинение Л=4
Относительная высота полета, Н
1 0,8 0,6 0,4 0,3 0,2 0,1 0,05 0,04 0,03 0,02 0,01
Угол атаки,а 0 45,5 45,3 45,1 44,5 44,0 43,0 40,5 37,6 36,7 35,5 34,1 31,5
2 67,4 67,2 66,6 65,5 64,5 62,6 58,6 54,5 53,2 51,6 49,1 43,1
4 98,2 97,7 96,9 95,0 93,2 90,1 84,2 79,0 77,3 74,7 68,9
6 138,2 137,4 136,1 133,2 130,3 125,5 116,6 109,4 106,4 99,6 114,5
8 187,2 186,1 184,0 179,5 175,3 167,7 154,7 143,1 137,9 139,7
10 244,8 243,3 240,3 233,8 227,2 215,9 197,9 211,8 188,6
Таблица 1.2 - Подъемные силы крыла конфигурации 1. Удлинение Л=4
Относительная высота полета, Н
1 0,8 0,6 0,4 0,3 0,2 0,1 0,05 0,04 0,03 0,02 0,01
Угол атаки, а 0 845,7 850,2 857,3 874,8 892,9 927,2 1000,5 1080,6 1107,1 1140,8 1184,8 1262,1
2 1237,3 1244,6 1253,8 1278 1304,7 1357,1 1494 1703,5 1790,9 1919,9 2130,2 2585,8
4 1634,8 1641,8 1655,5 1686,7 1719,8 1788,5 1977,8 2288,8 2417,7 2602,7 2874,4
6 2036,1 2041,4 2058,5 2094 2133,4 2210,9 2432,4 2805,8 2952,2 3141,5 3486,4
8 2430,3 2438,9 2455 2491,1 2533,8 2614,4 2851,1 3258,5 3384,7 3516,2
10 2814,7 2823,7 2839,8 2875,5 2911,4 2985,8 3189,5 3492,1 3700,2
Относительная высота полета, Н
1 0,8 0,6 0,4 0,3 0,2 0,1 0,05 0,04 0,03 0,02 0,01
Угол атаки, а 0 55,2 54,9 54,5 53,7 53,0 51,6 48,6 45,0 44,0 42,7 41,1 38,4
2 81,0 80,7 80,1 78,5 76,9 74,2 68,6 63,2 61,9 59,9 57,4 51,5
4 117,5 116,9 115,7 113,1 110,4 105,8 97,0 89,8 88,1 85,6 80,8
6 164,6 163,8 162,0 157,7 153,6 146,4 133,3 123,7 120,5 116,0 105,2
8 222,2 220,8 218,1 212,1 205,7 195,1 176,0 162,4 157,8 148,4
10 289,3 287,7 287,9 275,1 265,6 250,0 226,5 223,8 213,7 229,2
Таблица 1.4 - Подъемные силы крыла конфигурации 1. Удлинение Л=5
Относительная высота полета, Н
1 0,8 0,6 0,4 0,3 0,2 0,1 0,05 0,04 0,03 0,02 0,01
Угол атаки,а 0 1134,9 1140,5 1150,7 1167 1187,9 1223,8 1310,3 1410,8 1443,2 1488,5 1548,5 1646,8
2 1662 1669,3 1681,9 1709,5 1735,4 1788,8 1937,9 2171 2269,1 2418 2659,4 3161
4 2195,3 2202,8 2219,3 2254 2282,7 2353 2547,3 2876,1 3026,7 3239,8 3560,8
6 2726 2737,6 2756,7 2791,4 2826,9 2902,8 3117,1 3507,4 3688,2 3920,6 4201
8 3247,3 3256 3277,5 3313,5 3347,3 3423,9 3639,1 4067,9 4252,7 4441,1
10 3743,6 3758,2 3761 3813,7 3828,1 3906 4069 4497,3 4669,73 4758,7
Относительная высота полета, Н
1 0,8 0,6 0,4 0,3 0,2 0,1 0,075 0,05 0,025
Угол атаки, а 0 62,8 62,5 62,1 61,2 60,3 58,5 54,7 52,8 49,7 41,5
2 90,9 90,5 89,7 87,5 85,9 82,5 75,4 72,1 67,0
4 129,1 128,4 126,9 123,2 120,4 114,5 103,0 98,0 90,3
6 175,9 174,8 172,5 167,4 162,3 153,5 136,3 129,2 118,7
8 231,6 230,0 226,7 219,0 211,2 198,5 174,0 164,2 151,7
10 294,4 292,0 286,9 276,4 265,8 248,4 215,5 205,4 195,6
Таблица 1.6 - Подъемные силы крыла конфигурации 2. Удлинение Л=5
Относительная высота полета, Н
1 0,8 0,6 0,4 0,3 0,2 0,1 0,075 0,05 0,025
Угол атаки, а 0 1293,7 1298 1306,8 1327,9 1350,4 1390,3 1497,8 1551,3 1640,4 1938,7
2 1846,3 1853,1 1865,7 1888,8 1926 1987,1 2159,1 2264,7 2465,9
4 2395,8 2403,7 2418,6 2445,5 2492,1 2565,8 2784,4 2929 3227,7
6 2924,2 2932,6 2949,2 2987,2 3028,4 3113,5 3366,1 3534,9 3902,7
8 3440 3449,2 3465,9 3502,7 3541,4 3624,8 3874,8 4052,5 4417,6
10 3925,4 3933,5 3946,4 3978,4 4012,5 4081,6 4294,5 4472,6 4936,4
Относительная высота полета, Н
1 0,8 0,6 0,4 0,3 0,2 0,1 0,075 0,05 0,02
Угол атаки, а 0 109,9 109,5 108,8 107,0 105,7 102,2 95,8 92,8 89,0 79,7
2 153,0 152,2 150,8 147,0 143,5 137,1 124,6 119,4 112,3 96,6
4 210,7 209,4 207,2 200,6 195,0 184,2 163,4 155,1 144,3 122,1
6 282,5 280,6 276,7 267,6 258,6 242,5 211,5 199,5 184,7 156,9
8 366,6 364,1 358,4 345,9 333,6 311,2 269,2 253,5 235,2
10 463,6 460,4 453,7 437,3 420,0 392,9 342,9 328,5 309,2
Таблица 1.8 - Подъемные силы крыла конфигурации 2. Удлинение Л=10
Относительная высота полета, Н
1 0,8 0,6 0,4 0,3 0,2 0,1 0,075 0,05 0,02
Угол атаки,а 0 3026,2 3034,4 3048,7 3076,1 3111,8 3146,7 3261,8 3320,7 3439,0 3777,7
2 4317,5 4327,8 4347,0 4379,7 4412,6 4470,2 4621,8 4716,5 4905,7 5708,0
4 5575,2 5588,7 5615,9 5647,9 5688,8 5749,9 5910,7 6019,4 6252,3 7400,9
6 6786,3 6801,9 6827,3 6868,3 6904,3 6957,5 7091,9 7197,5 7442,6 8815,3
8 7917,7 7934,9 7959,3 7996,9 8028,8 8062,0 8142,6 8224,4 8451,7
10 8948,2 8966,7 8991,7 9018,1 99,2 9037,7 9016,8 9030,4 9193,6
Относительная высота полета, Н
1 0,8 0,6 0,4 0,3 0,2 0,1 0,075 0,05 0,035 0,02
Угол атаки, а 0 52,0 51,9 51,6 51,0 50,3 49,0 46,0 44,5 42,2 40,0 36,3
2 75,9 75,7 75,2 73,9 72,6 70,4 65,7 63,6 60,3 57,2
4 108,7 108,2 107,3 105,1 103,0 99,4 92,5 89,4 85,0 80,6
6 149,9 149,1 147,8 144,4 141,0 135,4 124,9 120,5 114,1 108,5
8 199,9 198,7 196,5 191,4 186,2 177,6 161,8 155,5 149,9 144,1
10 256,0 254,5 251,1 243,5 235,9 223,3 217,2 200,1 336,1 494,4
Таблица 1.10 - Подъемная силы крыла конфигурации 5. Удлинение центроплана Л=1, удлинение консольной части Л=3
Относительная высота полета, Н
1 0,8 0,6 0,4 0,3 0,2 0,1 0,075 0,05 0,035 0,02
Угол атаки, а 0 955,0 959,3 966,2 984,0 1002,7 1039,8 1124,5 1165,9 1225,0 1276,0 1357,6
2 1357,5 1363,2 1373,5 1398,7 1425,2 1481,6 1631,2 1717,3 1862,1 2019,9
4 1761,1 1767,4 1780,4 1810,6 1845,3 1916,9 2117,7 2235,0 2443,6 2676,7
6 2157,2 2163,6 2179,4 2214,1 2251,9 2332,0 2560,7 2696,4 2936,1 3201,0
8 2547,3 2554,2 2569,1 2603,8 2641,5 2720,2 2943,1 3078,1 3285,4 3696,3
10 2909,2 2915,6 2927,6 2956,5 2987,3 3048,7 3235,1 3400,6 3463,4 3745,0
Относительная высота полета, Н
1,00 0,67 0,50 0,33 0,25 0,17 0,13 0,10 0,07 0,05 0,03 0,03 0,02 0,02
Угол атаки, а 0 73,0 72,9 72,4 71,4 70,2 68,2 65,7 63,8 61,0 58,9 55,9 53,8 52,8 51,6
2 104,9 104,5 103,7 101,7 99,5 95,5 90,8 87,6 82,8 79,6 75,2 72,1
4 148,3 147,6 146,1 142,5 138,7 132,0 124,5 119,3 112,5 107,9 102,3
6 202,6 201,5 199,3 193,7 188,0 177,5 166,2 158,5 149,0 142,9 135,7
8 266,3 264,7 261,3 253,2 244,7 229,6 213,8 203,5 191,0 184,7
10 337,3 335,4 330,6 319,6 308,4 288,4 269,2 258,2 249,6 245,6
Таблица 1.12 - Подъемная силы крыла конфигурации 5. Удлинение центроплана Л=1, удлинение консольной части Л=5
Относительная высота полета, Н
1,00 0,67 0,50 0,33 0,25 0,17 0,13 0,10 0,07 0,05 0,03 0,03 0,02 0,02
Угол атаки, а 0 1631,4 1636,2 1644,5 1664,7 1686,3 1728,0 1784,9 1835,0 1913,5 1972,9 2061,3 2125,9 2155,0 2194,2
2 2318,9 2324,4 2336,8 2364,7 2393,9 2452,9 2537,3 2616,9 2758,6 2885,4 3106,9 3294,3
4 2999,4 3005,2 3018,1 3049,4 3082,6 3152,2 3251,9 3350,6 3538,0 3707,4 4019,9
6 3657,8 3663,8 3677,5 3711,0 3746,4 3813,7 3915,8 4018,9 4219,9 4411,0 4768,9
8 4275,0 4279,3 4291,4 4318,9 4347,4 4398,1 4481,7 4569,7 4760,5 4954,2
10 4821,6 4827,9 4831,1 4848,1 4860,1 4883,2 4936,0 4929,1 5103,5 5311,0
Относительная высота полета, Н
1 0,8 0,6 0,4 0,3 0,2 0,15 0,1 0,075 0,05 0,025
Угол атаки, а 0 62,9 62,8 62,3 61,5 60,5 58,8 57,4 55,2 53,3 50,6 45,4
2 91,2 90,8 90,1 88,3 86,5 83,2 80,7 76,8 73,9 69,8
4 129,8 129,2 127,9 124,8 121,6 116,3 112,0 106,0 101,8 95,9
6 178,1 177,1 175,1 170,4 165,6 157,3 150,6 141,7 135,7 127,7
8 235,8 234,3 231,3 224,4 216,9 204,6 195,1 182,8 174,7 165,7
10 299,9 297,8 293,6 283,7 273,8 256,8 244,6 230,7 221,6 221,5
Таблица 1.14 - Подъемная силы крыла конфигурации 5. Удлинение центроплана Л=3, удлинение консольной части Л=2
Относительная высота полета, Н
1 0,8 0,6 0,4 0,3 0,2 0,15 0,1 0,075 0,05 0,025
Угол атаки, а 0 1287,4 1290,8 1298,7 1318,9 1339,4 1380,7 1418,0 1480,8 1528,7 1604,7 1738,2
2 1829,0 1834,0 1845,5 1872,1 1902,4 1959,2 2017,5 2124,4 2215,6 2379,7
4 2369,6 2377,0 2390,5 2422,3 2455,4 2528,5 2596,6 2732,6 2856,7 3083,6
6 2894,3 2902,2 2917,3 2951,2 2989,2 3064,9 3139,5 3286,7 3425,1 3677,6
8 3400,7 3407,9 3422,4 3455,8 3485,0 3553,3 3617,9 3755,8 3886,2 4149,4
10 3856,6 3861,2 3872,2 3895,0 3915,7 3957,7 3992,8 4084,0 4235,6 4524,2
Относительная высота полета, Н
1 0,8 0,6 0,4 0,3 0,2 0,15 0,1 0,07 0,04 0,015
Угол атаки,а 0 92,0 91,7 91,3 90,0 88,5 85,9 83,7 80,4 61,0 72,9 65,1
2 129,7 129,2 128,2 125,7 122,8 117,7 113,4 107,2 102,1 94,6
4 181,0 180,2 178,4 174,1 169,2 160,5 153,5 143,6 135,7 125,3
6 245,0 243,6 240,9 234,2 227,0 213,9 203,3 188,9 177,9 164,2
8 319,3 317,7 314,0 304,4 294,1 275,8 261,3 242,4 228,3 214,5
10 402,6 401,0 396,0 383,8 370,9 348,1 331,2 311,4 299,9 298,3
Таблица 1.16 - Подъемная силы крыла конфигурации 5. Удлинение центроплана Л=3, удлинение консольной части Л=5
Относительная высота полета, Н
1 0,8 0,6 0,4 0,3 0,2 0,15 0,1 0,07 0,04 0,015
Угол атаки,а 0 2340,5 2343,4 2352,4 2372,1 2394,8 2438,5 2478,2 2549,1 2602,5 2776,3 3060,6
2 3324,9 3328,9 3340,7 3368,5 3397,3 3454,3 3507,7 3609,9 3735,7 4020,3
4 4292,7 4298,5 4309,4 4342,4 4374,0 4434,2 4493,6 4610,4 4764,5 5133,4
6 5214,8 5218,0 5230,0 5260,6 5289,6 5345,6 5396,8 5508,8 5666,6 6066,2
8 6052,1 6059,0 6070,6 6092,7 6109,2 6138,5 6170,1 6248,8 6378,6 6777,2
10 6761,9 6772,3 6773,5 6783,1 6778,8 6698,5 6748,3 6642,0 6771,2 7290,6
Относительная высота полета, Н
1 0,8 0,6 0,4 0,3 0,2 0,15 0,1 0,075 0,05 0,025
Угол атаки,а 0 73,1 72,9 72,5 71,4 70,2 68,2 66,4 63,7 61,7 58,6 52,5
2 105,1 104,7 103,7 101,7 99,4 95,3 92,0 87,2 83,6 78,5
4 148,4 147,7 146,1 142,4 138,5 131,7 126,2 118,5 113,3 105,8
6 202,9 201,6 199,1 193,4 187,5 177,0 168,7 157,4 149,6 139,3
8 266,8 264,9 261,2 252,8 244,1 228,9 217,4 201,8 192,3 180,2
10 337,6 335,6 330,5 319,1 307,5 287,5 272,3 256,3 247,9 239,6
Таблица 1.18 - Подъемная силы крыла конфигурации 5. Удлинение центроплана Л=5, удлинение консольной части Л=1
Относительная высота полета, Н
1 0,8 0,6 0,4 0,3 0,2 0,15 0,1 0,075 0,05 0,025
Угол атаки, а 0 1629,6 1635,0 1643,8 1664,6 1687,1 1729,9 1767,9 1837,5 1896,7 1981,6 2155,4
2 2317,9 2323,8 2335,1 2365,6 2395,9 2455,5 2512,3 2620,8 2720,4 2898,1
4 2995,5 3002,9 3017,3 3050,4 3085,7 3155,5 3222,3 3357,0 3488,8 3724,4
6 3654,7 3661,3 3675,9 3711,0 3747,1 3817,7 3885,8 4026,8 4164,1 4425,6
8 4271,8 4278,6 4289,2 4320,2 4346,5 4402,5 4460,7 4578,2 4711,6 4968,2
10 4815,2 4824,0 4830,9 4847,9 4862,8 4884,0 4886,4 4932,3 5093,8 5361,8
Относительная высота полета, Н
1 0,8 0,6 0,4 0,3 0,2 0,15 0,1 0,07 0,04 0,011
Угол атаки, а 0 109,6 109,4 108,8 107,5 105,8 102,8 100,3 96,5 93,3 88,3 77,1
2 152,0 151,4 150,4 147,5 144,4 138,5 133,5 126,4 120,3 111,8
4 209,2 208,4 206,6 201,9 196,6 186,6 178,4 166,7 157,4 145,3
6 281,6 280,3 277,2 269,9 261,9 247,1 235,1 217,8 205,2 188,8
8 364,8 362,9 359,7 349,0 337,9 317,9 302,0 279,2 263,9 245,4
10 459,3 457,7 452,7 440,8 427,8 403,2 388,0 364,6 354,5 387,7
Таблица 1.20 - Подъемная силы крыла конфигурации 5. Удлинение центроплана Л=5, удлинение консольной части Л=5
Относительная высота полета, Н
1 0,8 0,6 0,4 0,3 0,2 0,15 0,1 0,07 0,04 0,011
Угол атаки, а 0 3065,8 3070,7 3077,7 3100,0 3121,0 3163,8 3199,7 3271,7 3351,1 3513,0 3976,7
2 4353,6 4357,2 4369,8 4396,4 4426,8 4481,5 4531,0 4626,4 4746,8 5034,4
4 5608,6 5614,2 5627,5 5658,7 5688,8 5743,2 5792,7 5891,3 6030,9 6397,6
6 6802,4 6809,3 6816,0 6843,4 6869,1 6914,3 6954,1 7032,9 7168,5 7543,2
8 7848,6 7856,0 7870,2 7882,9 7895,0 7909,9 7924,5 7950,6 8066,2 8399,8
10 8691,5 8702,2 8705,1 8728,0 8692,8 8630,5 8590,9 8478,4 8570,9 8847,2
Приложение 2. Расчетная программа для формирования архитектурно-конструктивного типа тяжелого пассажирского экраноплана
На основе усовершенствованных методик расчетов коэффициентов подъемной силы и силы сопротивления, методики расчетов проектных элементов экраноплана и методики определения предпочтительного архитектурно-конструктивного типа тяжелых пассажирских экранопланов была разработана программа, позволяющая произвести расчет всех основных проектных элементов тяжелого пассажирского экраноплана для наиболее предпочтительного варианта с точки зрения удовлетворения требований технического задания с наибольшей эффективностью и наименьшей стоимостью.
Разработанная программа позволяет получать следующие характеристики тяжелых пассажирских экранопланов:
- коэффициенты подъемной силы Су, силы сопротивления Сх и момента тангажа т2 для широкого диапазона углов атаки и высот полета;
- аэродинамическое качество;
- нагрузка на крыло;
- тяговооруженность;
- массы топлива, конструкции планера, силовой установки, систем
экраноплана;
- транспортная, топливная и комплексная эффективности;
- критерий эффективность/стоимость.
Данные характеристики являются достаточными для формирования внешнего облика тяжелого пассажирского экраноплана и дальнейшей более глубокой проработки проектирования конструктивно-силовых схем, компоновки, систем, расчета динамики полета и т.д.
Исходными данными для программы являются: аэродинамические и
моментные характеристики крыла в невозмущенной потоке, относительные
141
геометрические характеристики крыла экраноплана, омываемые площади элементов экраноплана, относительные массы систем и агрегатов экраноплана, летно-технические и эксплуатационные характеристики, удельные характеристики силовой установки и прочие характеристики.
Программа состоит из 7 модулей в которых производится задание исходных данных и расчет проектных элементов:
- «Атмосферные условия»;
- «Ррасчет коэффициента подъемной силы Су »;
- «Ррасчет коэффициента силы сопротивления Сх »;
- «Расчет коэффициента момента тангажа mz »;
- «Расчет аэродинамического качества К»
- «Расчет проектных элементов»;
- «Расчет параметров эффективности».
Программа была разработана в системе Microsoft Office Excel 2016.
В качестве примера работы разработанных методик и программы приведен расчет тяжелого пассажирского экраноплана, аналогичного по своим характеристикам вместимости и дальности полета, самолету Airbus A380.
Выбор и задание атмосферных условий
В данном разделе программы задаются характеристики атмосферы (высота полета, атмосферное давление и температура воздуха), в которых осуществляются основные режимы полета, а именно полет в невозмущенном потоке и на экране. На рис. 2.1 приведена таблица с характеристиками атмосферы. Желтым маркером отмечены ячейки, которые необходимо заполнить. Все остальные ячейки, в которых есть численные значения рассчитываются автоматически.
Полет у земли
Взлет/посадка/полет на экране
Высота полета, м О
Атмосферное давление, Па 101325
Температура воздуха на
взлете 60
Плотность воздуха, иг/мЗ 1,06933826
Полет на высоте
Высота полета, м 6000
Атмосферное давление, Па 47217
Температура воздуха на
взлете -24
Плотность воздуха, кг/мЗ 0,66045429
Рисунок 2.1 - Таблица с атмосферными характеристиками
Расчет коэффициента подъемной силы С
у
В данном разделе программы задаются аэродинамические характеристики крыла экраноплана в невозмущенном потоке, абсолютные и относительные геометрические характеристики крыла и выбирается форма крыла на виде спереди, на основании которых получаются таблицы с расчётными аэродинамическими характеристиками и график зависимости коэффициентов подъемных сил Су для выбранного диапазона относительных высот и углов атаки (рис. 76).
На рис. 2.2-2.5 приведены таблицы с характеристиками, участвующих в расчете коэффициентов подъемной силы Су для различных условий полета.
Характеристики крыла и проекта экраноплана
Относительная высота шайбы
Высота шайбы, м
Удлинение крыла
Сужение крыла
САХ крыла, м
Коэффициент подъемной силы критического угла атаки, град
Угол атаки пересечения линий, град_
Угол атаки нулевой подъемной силы, град
Угол атаки максимального Су, град
Относительный периметр крыла прототипа
Относительная координата начала линейного участка нижней дужки профиля_
Площадь крыла прототипа, м2
Относительная координата конца линейного участка нижней дужки профиля
Относительная координата центра масс
Угол стреловидности передней кромки крыла, град
Относительная толщина профиля крыла
Максимальная взлетная масса экраноплана (по прототипу), т
Макисмальная высота волны, м
Расчетная высота полета (по высоте крыла) из условия обеспечения безопасной высоты полета при максимальной высоте волны, м
Безопасная относительная высота полета
Коэффициент момента при нулевой подъемной силе, гтаО
Рисунок 2.2 - Таблица с геометрическими и аэродинамическими характеристиками
0,84265
11,87
17,15
Рисунок 2. 3 - Таблица конфигураций крыла
Поляра Су базового крыла
Углы атаки
-4 -0,06
-2 0,09
а 0,41
г 0,5В
4 0,76
Б 0.В1
В 1,06
10 ■-.20
12 '-,25
14 1,36
16 1,31
Рисунок 2.4 - Поляра Су базового крыла в невозмущенном потоке
Расчетные случаи
Номер расчетного случая Высоты полета, м
1 120
2 80
3 60
4 50
5 40
Обратите внимание, представленные выше научные тексты размещены для ознакомления и получены посредством распознавания оригинальных текстов диссертаций (OCR). В связи с чем, в них могут содержаться ошибки, связанные с несовершенством алгоритмов распознавания. В PDF файлах диссертаций и авторефератов, которые мы доставляем, подобных ошибок нет.