МЕТОДИКА РАСЧЕТА ПЕРЕДАТОЧНЫХ ФУНКЦИЙ УПРУГОГО ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА В ДОЗВУКОВОМ ПОТОКЕ ГАЗА

© А.С.Ивченков, В.В.Овчинников, С.В.Филимонов
© Государственный музей истории космонавтики им. К.Э. Циолковского, г. Калуга
Секция "Авиация и воздухоплавание"
2009 г.

В настоящее время на этапе проектирования самолетов при определении его флаттерных характеристик применяется гипотеза квазистационарности, не учитывающая конечность частот колебаний в сжимаемом потоке, что в некоторых случаях приводит к существенным ошибкам. Тогда необходимо точно определять реакцию самолета на гармонические возмущения, т. е. аэродинамические передаточные функции. Вычислить передаточные функции можно через аппроксимацию импульсной части переходных функции на бесконечности либо непосредственным расчетом, дающим более достоверные результаты. В этом случае расчет аэроупругих передаточных функций при колебаниях в сжимаемом потоке сводится к краевой задаче типа Неймана для скалярного однородного уравнения Гельмгольца с комплексным волновым числом. Выполняется условие затухания возмущений на бесконечности, граничные условия устанавливаются на преобразованных в соответствии с правилом Прандтля-Глауэрта поверхностях ЛА и пелены. Поставленная краевая задача решается путем применения систем сингулярных интегральных уравнений относительно плотности двойного слоя, размещенного на преобразованной поверхности ЛА. Решение базируется на идеях метода дискретных вихрей с замкнутыми вихревыми рамками. В результате решения определяются коэффициенты, которые являются исходными данными для решения уравнений возмущенного движения упругого ЛА и анализа характеристик его аэроупругой устойчивости. Данный подход был реализован для расчета аэроупругих характеристик (в частности, критической скорости флаттера) элементов самолета Як-130. Было показано, что учет конечности частот колебаний конструкции позволяет уточнить величину критической скорости флаттера в сторону ее увеличения на 20%. В настоящей работе этот подход распространяется на самолет в целом. Приводится постановка задачи.