В.В. Вышинский
зам. начальника отделения ЦАГИ
Центральный Аэрогидродинамический Институт
В докладе перечислены возможные нетрадиционныес точки зрения сегодняшнего дня летные ситуации:
- Атмосферная турбулентность, влияние близости земли и гетерогенные течения: ТЯН (например, эволюция и разрушение вихревого следа за самолетом); сдвиг ветра и вихревые порывы; сильные дожди, полет в пылевом облаке, обледенение (ухудшение аэродинамических характеристик самолета).
- Нетрадиционные режимы полета: большие углы атаки, штопор, задача «двух тел» (дозаправка в воздухе, полет в строю, отделение груза); полет при малых числах Рейнольдса (большие высоты полета, сверхмалые летательные аппараты).
- Нетрадиционные компоновочные схемы летательных аппаратов, сверхтяжелые и сверхлегкие аппараты, необычные органы управления и движители (машущий полет), применение технологии МЭМС.
- Безопасность полета: отказ двигателя, нештатный полет вблизи земли, разрушение конструкции (столкновение с птицей), колебание жидкости в больших баках (противопожарный самолет, самолет с двигателем на криогенном топливе).
Сделан обзор инструментов аэродинамических исследований нештатных полетных ситуаций. В частности, рассмотрены следующие методы, подходы и методики с некоторыми примерами:
Упрощенные методы:
- Инженерные подходы (течения со скосом потока, сравнение с экспериментом);
- Панельные методы (самолет в возмущенном потоке, сравнение с экспериментом);
- Метод дискретных вихрей (нелинейные, нестационарные задачи: большие углы атаки, атмосферные течения над гористой местностью, пропеллеры).
Краевые задачи вычислительной аэрогидромеханики (CFD):
- Уравнения Эйлера (дифракция вихря на препятствии; разлет осколков обтекателя антенны);
- Уравнения Навье-Стокса RANS (обледенение профиля крыла).
Экспериментальное оборудование:
- Аэродинамические трубы (имитаторы скоса потока, порывов и вихрей; свободно летающие модели);
- Катапультная установка (с моделированием сдвига ветра) и скоростная трасса (тестирование модели вихревого следа);
- Гидротруба (моделирование струи двигателя и струйно-вихревого следа за механизированным крылом; дифракция вихря на препятствии).
Нештатные полетные ситуации стимулируют поиск новых подходов, методов и экспериментальных технологий для аэродинамических исследований, а также нетрадиционное применение известных методик. Не все возможные инструменты исследований представлены и кратко обсуждены в докладе. Их список может быть расширен. Некоторые из них могут быть развиты и улучшены. И, конечно, должны быть предложены и созданы новые методики и технологии.
