Расчетные и экспериментальные способы оптимизации тяги воздушных винтов в компоновке с летательным аппаратом
ФАУ "ЦАГИ"
Для изучения сложных особенностей взаимодействия винта с планером летательного аппарат в настоящее время используются экспериментальные методологии, базирующиеся на применении работающих имитаторов силовых установок. В первую очередь, это относится к ЛА нетрадиционных аэродинамических схем, отличающихся нестандартным расположением винтомоторной силовой установки. Расчетные методы также используются для определения взаимной интерференции винта и элементов планера, чаще всего снижающей эффективность всей системы. Однако следующим этапом необходимо проводить глубокую интеграцию и оптимизацию взаимного положения для получения уже положительного эффекта от интерференции.
Основной методической проблемой при испытаниях моделей в малоразмерных аэродинамических трубах (АДТ) является несоответствие чисел Рейнольдса в условиях АДТ и полета. Это влияет на выбор режимов работы имитатора и подбор величин скорости потока, при которых обеспечивается подобие аэродинамических характеристик винта. При этом необходимо обеспечить моделирование основных критериев подобия, таких как коэффициент нагрузки на ометаемую винтом площадь и относительная поступь винта. Для этой цели проводятся специальные методические испытания, которые призваны получить набор исходных данных для разделения сил и моментов на воздушном винте и планере ЛА. Отдельным вопросом стоит задача снижения вредного влияния температуры на показания весовых элементов. Более сложное взаимодействие элементов возникает при проведении испытаний моделей с выпущенной механизацией крыла, отклоненными органами управления, отказом двигателя, вблизи экрана [1]. В продолжении этой работы рассмотрен способ снижения вредной интерференции путем оптимизации силовой установки толкающего типа и фюзеляжа летательного аппарата [2].
В результате выполнения работы , показано что тяга толкающего винта при его размещении в заторможенном потоке за фюзеляжем может быть увеличена на 20-25%, а модификация формы кормовой части фюзеляжа уменьшает его сопротивление до 20%. Также показано что усовершенствованная технология проведения испытаний моделей с воздушными винтами повышает точность измерений сил и моментов на воздушном винте на 13-15%, расширяет рабочий диапазон испытаний по числам Маха и Рейнольдса и увеличивает допустимое время непрерывного эксперимента на 30%.
