К РАСЧЕТУ ШАРНИРНЫХ МОМЕНТОВ ЭЛЕРОНОВ

© В.В.Зубок, А.А.Кузьмин
© Государственный музей истории космонавтики им. К.Э. Циолковского, г. Калуга
Секция "Авиация и воздухоплавание"
2005 г.

Проектирование рулевых поверхностей и органов механизации различного назначения требует проведения большого объема исследований. Однако экспериментальные исследования достаточно сложны (в силу малых размеров рулей) и требуют значительных затрат материальных ресурсов. Программы экспериментальных исследований могут быть значительно сокращены, если они будут составляться с учетом априорной информации, полученной с помощью численных методов.

В настоящее время в связи с развитием вычислительной техники, совершенствования математических моделей летательных аппаратов (ЛА) и их частей, достоверность результатов численных экспериментов в значительной мере удовлетворяет потребностям практики.

В основу методики математического моделирования обтекания ЛА положен метод дискретных вихрей. Задача решалась в нелинейной стационарной постановке при безотрывном обтекании. При этом поверхности ЛА и вихревой след моделировались непрерывным вихревым слоем, который затем заменялся системой дискретных вихрей. Решение задачи сводится к нахождению напряженностей вихрей, моделирующих поверхности ЛА. Для этого используется граничное условие о непротекании поверхности самолета и условие Чаплыгина-Жуковского для задних и боковых кромок всех его частей, с которых сходят свободные вихревые пелены. По найденным напряженностям суммарных вихрей определяются аэродинамические нагрузки, а затем и суммарные аэродинамические коэффициенты.

При составлении математических моделей схематизация ЛА может быть проведена различными способами. В данной работе при его схематизации поверхностей крыла, горизонтального и вертикального оперений моделировались как телесные объекты, а их форма описывалась в соответствии с заданными геометрическими параметрами.

При математическом моделировании количество вихрей, размещаемых на поверхностях ЛА, составляло 1470. Расчеты проводились при нескольких значениях угла атаки для ряда величин углов отклонения элеронов.

В работе приведены некоторые результаты расчетов шарнирных моментов элеронов самолета.