Експериментальне дослідження аеродинамічних характеристик мотогондоли при включенні системи нейтралізації тяги двигуна

Автор(и)

  • Vasiliy Loginov Національний аерокосмічний університет імені М. Є. Жуковського «ХАІ» вул. Чкалова, 17, м. Харків, Україна, 61000, Україна https://orcid.org/0000-0003-4915-7407
  • Yevhen Ukrainets Харківський національний університет Повітряних Сил імені Івана Кожедуба вул. Сумська, 77/79, м. Харків, Україна, 61023, Україна https://orcid.org/0000-0002-7674-0588
  • Igor Kravchenko Державне підприємство «Івченко-Прогрес» вул. Іванова, 2, м. Запоріжжя, Україна, 69068, Україна https://orcid.org/0000-0002-0381-8372
  • Alexandr Yelanskiy Відділ перспективних розробок та газодинамічних розрахунків Державне підприємство «Івченко-Прогрес», Україна https://orcid.org/0000-0002-8265-8652

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.147986

Ключові слова:

реверс тяги, нейтралізація тяги, вентилятор, мотогондола, двоконтурний двигун, аеродинамічна труба, дистанція пробігу

Анотація

Проведено експериментальне дослідження аеродинамічних характеристик конструктивної схеми “крило - мотогондола з двоконтурним двигуном”. Дані отримані при роботі перспективної системи нейтралізації тяги двоконтурного двигуна великого ступеня двоконтурності при посадці пасажирського літака. Актуальність проведених досліджень обумовлена поліпшенням експлуатаційних характеристик пасажирського літака. На основі проведеного аналізу функцій і принципових схем реверсивних пристроїв на транспортних і пасажирських літаках запропонований перспективний метод нейтралізації тяги двоконтурного двигуна з великим ступенем двоконтурності. Фізична сутність методу нейтралізації тяги двигуна полягає в істотному обмеженні потоку повітря в двигун способом повороту робочих лопаток вентилятора в момент посадки літака. Розроблена спеціальна методика проведення вагового та дренажного експерименту з моделлю мотогондоли турбореактивного двоконтурного двигуна в аеродинамічній трубі. Отримані експериментальні дані дозволяють оцінити граничні можливості досліджуваного методу нейтралізації тяги для зменшення довжини пробігу літака. Дренажним експериментом і візуалізацією шовковинками виявлено відрив потоку на зовнішній поверхні моделі мотогондоли з повністю закритим входом. Наявність відриву потоку зумовило виявлене ваговим експериментом збільшення лобового опору моделі мотогондоли приблизно в 2,5 рази. У ваговому експерименті встановлено, що наявність екрануючої поверхні (наближення мотогондоли двигуна до злітно-посадкової смуги) збільшує лобовий опір моделі мотогондоли приблизно на 14 %. У дренажному експерименті встановлено, що це збільшення лобового опору обумовлено істотним перерозподілом тиску по поверхні моделі мотогондоли. Дослідження показали, що ідея закриття входу в двигун великого ступеня двоконтурності в момент посадки літака є одним з перспективних методів зменшення довжини дистанції пробігу літака

Біографії авторів

Vasiliy Loginov, Національний аерокосмічний університет імені М. Є. Жуковського «ХАІ» вул. Чкалова, 17, м. Харків, Україна, 61000

Доктор технічних наук, старший науковий співробітник

Кафедра конструкції авіаційних двигунів

Yevhen Ukrainets, Харківський національний університет Повітряних Сил імені Івана Кожедуба вул. Сумська, 77/79, м. Харків, Україна, 61023

Доктор технічних наук, професор

Кафедра конструкції та міцності літальних апаратів та двигунів

Igor Kravchenko, Державне підприємство «Івченко-Прогрес» вул. Іванова, 2, м. Запоріжжя, Україна, 69068

Доктор технічних наук, доцент, директор підприємства

Alexandr Yelanskiy, Відділ перспективних розробок та газодинамічних розрахунків Державне підприємство «Івченко-Прогрес»

Кандидат технічних наук

Посилання

  1. Inozemcev, A. A., Nihamkin, M. A., Sandrackiy, V. L. (2008). Osnovy konstruirovaniya aviacionnyh dvigateley i gazoturbinnyh ustanovok. Vol. 1. Moscow: Mashinostroenie, 208.
  2. Eger, S. M., Mishin, V. F., Liseycev, N. K. (1983). Proektirovanie samoletov. Moscow: Mashinostroenie, 616.
  3. Nechaev, Yu. N. (1990). Teoriya aviacionnyh dvigateley. Moscow: VVIA im. N. E. Zhukovskogo, 878.
  4. Polyakov, V. V. (1978). Reversivnye ustroystva silovyh ustanovok s vozdushno-reaktivnymi dvigatelyami. Itogi nauki i tekhniki. Aviastroenie. Vol. 5. Moscow: VINITI, 212.
  5. Jane’s. Aero-Engines Yearbook 17/18 (2018). IHS, 1670.
  6. Gilerson, A. G. (1995). Effektivnost' reversivnyh ustroystv pri tormozhenii samoletov. Moscow: Mashinostroenie, 192.
  7. Svyatogorov, A. A. (1981). Obobshchenie massy reversivnyh ustroystv turboreaktivnyh dvigateley. Trudy CIAM. No. 927. Moscow, 29.
  8. Danil'chenko, V. P. (2008). Proektirovanie aviacionnyh gazoturbinnyh dvigateley. Samara: Izd-vo SNC RAN, 620.
  9. Shul'gin, V. A. (1984). Dvuhkonturnye turboreaktivnye dvigateli maloshumnyh samoletov. Moscow: Mashinostroenie, 168.
  10. Kulikov, G. G., Kotenko, P. S., Fatikov, V. S., Ishchuk, V. P. (2008). Obespechenie potrebnyh harakteristik korotkogo vzleta i posadki samoleta s TVVD. Aviacionno-kosmicheskaya tekhnika i tekhnologiya, 4, 29–33.
  11. Ishchuk, V. P. (2006). Regulirovanie otricatel'noy tyagi silovoy ustanovki transportnogo samoleta. Aviacionno-kosmicheskaya tekhnika i tekhnologiya, 7, 45–57.
  12. Ostrouhov, S. P. (2009). Issledovanie kartiny techeniya okolo vozdushnogo vinta v profilirovannom kol'ce i bez kol'ca pri reverse tyagi. Uchenye zapiski CAGI, XL (2), 96–103.
  13. Ruizhan, Q., Ziqiang, Z., Zhuoyi, D. (2011). Thrust Reverser Optimization for Safety with CFD. Procedia Engineering, 17, 595–602. doi: https://doi.org/10.1016/j.proeng.2011.10.075
  14. Bennouna, F. O., Langlois, S. N. (2012). Design of Accommodation Process Applied to the Thrust Reverser of Aircraft Nacelle. IFAC Proceedings Volumes, 45 (13), 547–552. doi: https://doi.org/10.3182/20120620-3-dk-2025.00077
  15. Malaek, S. M., Parastari, J. (2001). Thrust reverser modulation – a tool to command landing ground run. Aircraft Design, 4 (4), 179–191. doi: https://doi.org/10.1016/s1369-8869(01)00009-x
  16. Asensio, C., Moschioni, G., Ruiz, M., Tarabini, M., Recuero, M. (2013). Implementation of a thrust reverse noise detection system for airports. Transportation Research Part D: Transport and Environment, 19, 42–47. doi: https://doi.org/10.1016/j.trd.2012.12.003
  17. Li, J., Gao, Z., Huang, J., Zhao, K. (2013). Aerodynamic design optimization of nacelle/pylon position on an aircraft. Chinese Journal of Aeronautics, 26 (4), 850–857. doi: https://doi.org/10.1016/j.cja.2013.04.052
  18. Hoheisel, H. (1997). Aerodynamic aspects of engine-aircraft integration of transport aircraft. Aerospace Science and Technology, 1 (7), 475–487. doi: https://doi.org/10.1016/s1270-9638(97)90009-2
  19. Komov, A. A. (2008). Dynamics-case improvement of trust reversers. Nauchniy vestnik Moskovskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta grazhdanskoy aviacii, 134, 45–51.
  20. Carlson, J. R., Compton, W. B. (1984). An experimental investigation of nacelle-pylon installation on an unswept wing at subsonic and transonic speeds. National Aeronautics and Space Administration, 204.
  21. Radespiel, R., Francois, D., Hoppmann, D., Klein, S., Scholz, P., Wawrzinek, K. et. al. (2016). Simulation of Wing and Nacelle Stall. 54th AIAA Aerospace Sciences Meeting. doi: https://doi.org/10.2514/6.2016-1830
  22. Probst, A., Schulze, S., Radespiel, R., Kähler, C. J. (2013). Numerical Simulation of Engine-Inlet Stall with Advanced Physical Modelling Compared to Validation Experiments. Notes on Numerical Fluid Mechanics and Multidisciplinary Design, 565–573. doi: https://doi.org/10.1007/978-3-642-35680-3_67
  23. Jung, U., Breitsamter, C. Experimental Aerodynamic Investigations on Commercial Aircraft High Lift Characteristics by Large Engine Nacelles. Available at: https://www.researchgate.net/publication/268299750
  24. Nacelle-wing integration (1991). NASA. Langley Research Center, First Annual High-Speed Research Workshop. Available at: https://ia801907.us.archive.org/17/items/NASA_NTRS_Archive_19940028998/NASA_NTRS_Archive_19940028998.pdf
  25. Kwon, E.-Y., Leblanc, R., Garem, J.-H. (2001). Experimental investigation of sonic jet flows for wing/nacelle integration. KSME International Journal, 15 (4), 522–530. doi: https://doi.org/10.1007/bf03185113
  26. Dillmann, A., Heller, G., Krämer, E., Wagner, C., Bansmer, S., Radespiel, R., Semaan, R. (Eds.) (2016). New Results in Numerical and Experimental Fluid Mechanics XI. Contributions to the 20th STAB/TGLR symposium Braunschweig. Springer, 767. doi: https://doi.org/10.1007/978-3-319-64519-3
  27. Blockley, R., Agarwal, R., Collier, F., Schaefer, A., Seabridge, A. (Eds.) (2016). Green Aviation. John Wiley & Sons, 536.
  28. Li, K., Xiao, Z., Wang, Y., Du, J., Li, K. (2013). Numerical Simulations for DLRF6 Wing Body Nacelle Pylon with Enhanced Implicit Hole Cutting Method. Parallel Computational Fluid Dynamics: 25th International Conference, ParCFD. Changsha, 185–194.
  29. Anipko, O. B., Bashinskiy, V. G., Ukrainec, E. A. (2013). Aerodinamicheskiy oblik, radiolokacionnaya i infrakrasnaya zametnost' samoletov voennogo naznacheniya pri ih obnaruzhenii. Zaporozh'e: “AO Motor Sich”, 250.
  30. Anipko, O. B., Gazaev, V. V., Dzhimiev, A. R., Spirkin, E. V., Ukrainec, E. A., Shabrat, I. I. (2009). Eksperimental'noe opredelenie znacheniy kriteriev sovershenstva aerodinamicheskoy truby T-1 Har'kovskogo universiteta Vozdushnyh Sil. Aerogidrodinamika i aeroakustika: problemy i perspektivy, 28–32.
  31. Byushgens, G. S. (Ed.) (1998). Aerodinamika, ustoychivost' i upravlyaemost' sverhzvukovyh samoletov. Moscow: Nauka, Fizmatlit, 816.
  32. Tekhnicheskie usloviya na proektirovanie i izgotovlenie modeley, prednaznachennyh dlya ispytaniy v aerodinamicheskih trubah T-102 i T-103 CAGI (1978). Moscow: Izd. Otdel CAGI, 39.
  33. Radcig, A. N. (2004). Eksperimental'naya gidroaeromekhanika. Mosocw: MAI, 296.
  34. Krasnov, N. F. (1981). Osnovy aerodinamicheskogo rascheta. Mosocw: Vysshaya shkola, 496.
  35. Loginov, V. V., Ukrainetc, E. A., Kravchenko, I. F., Yelanskiy, A. V. (2014). Engineering-and-economical performance estimation methodic of a light domestic airliner – turboprop engine system. Systemy ozbroiennia i viyskova tekhnika, 1, 150–160.

##submission.downloads##

Опубліковано

2018-11-22

Як цитувати

Loginov, V., Ukrainets, Y., Kravchenko, I., & Yelanskiy, A. (2018). Експериментальне дослідження аеродинамічних характеристик мотогондоли при включенні системи нейтралізації тяги двигуна. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6(8 (96), 65–73. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.147986

Номер

Том 6 № 8 (96) (2018): Енергозберігаючі технології та обладнання

Розділ

Енергозберігаючі технології та обладнання

Ліцензія

Авторське право (c) 2018 Vasiliy Loginov, Yevhen Ukrainets, Igor Kravchenko, Alexandr Yelanskiy

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.