Забыли данные входа?   Регистрация  

Флаттер прямоугольной пластины при ненулевом угле скольжения

Автор: Фаррух Адхамович Абдухакимов

Соавторы: Веденеев В.В

Организация: НИИ механики МГУ

Флаттер прямоугольной пластины при ненулевом угле скольжения

Панельный флаттер - потеря устойчивости и интенсивные вибра-ции панелей обшивок летательных аппаратов, возбуждающихся при взаимодействии с потоком воздуха при больших скоростях полета. Обычно панельный флаттер не приводит к немедленному разрушению летательного аппарата, но приводит к накоплению усталостных по-вреждений панелей и сокращению их срока службы [1]. Существует два типа панельного флаттера. Первый – это связанный флаттер, который обусловлен взаимодействием двух собственных мод панели. Второй тип - одномодовый флаттер, при этом типе панельного флаттера не происходит слияния собственных частот и значительного изменения формы колебаний в потоке. Одномодовый флаттер обусловлен отрица-тельным аэродинамическим демпфированием.

В работе исследуется устойчивость бесконечной серии тонких упругих прямоугольных пластин, шарнирно опертых по всем краям. Пластина обтекается с одной стороны однородным сверхзвуковым потоком идеального невязкого газа. С другой стороны пластины задано постоянное давление, так что невозмущенное состояние пластины является плоским. Границы панельного флаттера определяются при различных значениях угла скольжения. При этом изучается случай сверхзвуковой передней кромки.

С помощью теории потенциального течения получено выражение для нестационарного распределения давления по колеблющейся пластине. Уравнение движения пластины после подстановки выражения для нестационарного давления сводится к интегро-дифференциальной задаче на собственные значения. Для решения полученной задачи используется метод Бубнова – Галеркина. Критерием флаттера при таком подходе будет знак мнимой части комплексного собственного значения.

Показано, как изменяются границы одномодового и связанного флаттера при изменении угла скольжения. При малых углах скольжения результаты качественно близки к результатам при нулевом угле [2]. С увеличением угла скольжения области одномодового флаттера начинают исчезать при все больших значениях безразмерной ширины (ширины, отнесенной к толщине) пластины.

Увеличение угла скольжения также приводит к появлению нерегулярных границ флаттера и образованию изолированных областей неустойчивости. По сравнению с нулевым углом появляются новые области флаттера панели, которые вызваны взаимодействием трех или более собственных мод через аэродинамическую связь.

Результаты настоящей работы могут быть использованы для создания метода подавления флаттера, возникающего при косом обтекании панели обшивки ЛА.

1.Dowell, E.H., 1974. Aeroelasticity of Plates and Shells. Nordhoff International Publishing, Leyden, 1974.

2. Shitov S., Vedeneev V.. Flutter of rectangular simply supported plates at low supersonic speeds//Journal of fluids and structures. 2017. Vol. 69. P. 154-173.