МЕТОД РАСЧЕТА АЭРОДИНАМИЧЕСКИХ ПЕРЕДАТОЧНЫХ ФУНКЦИЙ САМОЛЕТА СО СТРУЙНОЙ МЕХАНИЗАЦИЕЙ ПРИ БОЛЬШИХ ДОЗВУКОВЫХ СКОРОСТЯХ

© В.В.Гуляев, А.Стети
© Государственный музей истории космонавтики им. К.Э. Циолковского, г. Калуга
Секция "Авиация и воздухоплавание"
2001 г.

В работе «Давление воздуха на поверхности, введенные в искус венный воздушный поток» (1898 г.) К.Э. Циолковский указывал, что достоверных знаний о законах сопротивления и трения воздушной невозможен прогресс ни в авиации, ни в воздухоплавании.

Использование различного рода энергетических способов управления обтеканием, в том числе струйноймеханизации, под которой в данном случае понимается выдув тонких газовоздушных струй вдоль потока у задних кромок несущих поверхностей, является эффективным средством улучшения аэродинамических и летных характеристик летательных аппаратов различного назначения.

В этой связи большое внимание уделяется разработке методов расчета аэродинамических характеристик крыльев и самолетов со струйной механизацией. Различные аспекты этих методов, их возможности, область применимости и т.п. в разные годы неоднократно докладывались и обсуждались на Научных Чтениях К.Э. Циолковского. Данная работа посвящена построению линейной математической модели процессов обтекания самолета со струйной механизацией дозвуковым потоком сжимаемого газа, позволяющей находить аэродинамические передаточные функции во всей их области определения, включая случаи конечного (ненулевого) числа Струхаля и декремента затухания, что отличает данную математическую модель от известных.

Указанная задача обтекания формулируется как краевая для уравнений Лапласа и Гельмгольца с волновыми числами различных типов в зависимости от сочетания чисел Маха, Струхаля и декремента. Замыкание краевых задач осуществляется с помощью динамического граничного условия на «тонкой» (обладающей конечным импульсом и нулевыми толщиной и расходом) струе, которое представляется в виде однопараметрического семейства обыкновенных дифференциальных уравнений. Сформулированные краевые задачи сводятся к системам сингулярных интегральных уравнений с сильной особенностью, для решения которых разработан численный метод, являющийся своего рода идеологическим аналогом известного метода дискретных вихрей с замкнутыми вихревыми рамками.