АНАЛИЗ АЭРОПЛАНА ИЛИ ПТИЦЕПОДОБНОЙ ЛЕТАТЕЛЬНОЙ МАШИНЫ К.Э. ЦИОЛКОВСКОГО

© П.А.Елисеев
© Государственный музей истории космонавтики им. К.Э. Циолковского, г. Калуга
Секция "Авиация и воздухоплавание"
2016 г.

В 1984 году вышла статья К.Э. Циолковского под названием «Аэроплан или птицеподобная (авиационная) летательная машина», которая не была воспринята всерьез учеными. А ведь он первый, кто произвел расчеты, сделал описание и чертежи цельнометаллического моноплана с толстыми изогнутыми крыльями, так же обосновал улучшение обтекаемости фюзеляжа в целях получения больших скоростей. На тот момент птицеподобная схема была максимально приближена по своему внешнему виду и аэродинамической компоновке к конструкциям самолетов, которые появились только через 15–20 лет.

Целью данной работы является анализ птицеподобного летального аппарата, изучение профиля крыла и возможности его реализации в жизни. Так же планируется создать и отработать алгоритм расчета, анализа различных профилей крыльев и фюзеляжей самолетов с помощью готового программного комплекса САПР, способного моделировать течение газов (газодинамические расчеты). Для этого необходимо определить оптимальные начальные условия расчета: шаг интегрирования, размер сетки и количества расчетных ячеек и др., для получения наиболее точных результатов при минимизации времени расчета.

На начальном этапе работы была построена, по найденным размерам, примерная 3D модель птицеподобной конструкции по найденным размерам. Далее, чтобы определить точность расчетов программного продукта, был выполнен проверочный расчет известного летательного аппарата и найдены значения силы лобового сопротивления и подъемной силы. Эти же силы были вычислены аналитическим методом. Расхождение составило около 15%. Уменьшения расхождения можно добиться более мелкой сеткой, меньшим шагом интегрирования и др. настройками. Для ответа на вопрос «Способна ли конструкция Циолковского летать?», необходимо произвести расчет 3D модели летательной машины и сравнить полученные результаты с существующими летательными аппаратами.

В данный момент времени продувка модели не закончена. В будущем, по окончании расчетов, будет произведен анализ полученных результатов и сделаны выводы о целесообразности конструкции К.Э. Циолковского. При необходимости будут внесены корректировки в конструкцию для достижения положительных результатов, т.е. для осуществления условий полета.