Вибір взаємного розташування двигуна та крила транспортного літака короткого злету та посадки

Автор(и)

  • Vоlоdymyr Kudryavtsev ДП “Антонов” вул. Туполєва, 1, м. Київ, Україна, 03062, Україна https://orcid.org/0000-0002-6624-0870
  • Borys Strigun ДП “Антонов” вул. Туполєва, 1, м. Київ, Україна, 03062, Україна https://orcid.org/0000-0002-5910-3392
  • Volodymyr Shmyrov ДП “Антонов” вул. Туполєва, 1, м. Київ, Україна, 03062, Україна https://orcid.org/0000-0002-8617-7928
  • Vasiliy Loginov Національний аерокосмічний університет ім. М. Є. Жуковського "Харківський авіаційний інститут" вул. Чкалова, 17, м. Харків, Україна, 61070, Україна https://orcid.org/0000-0003-4915-7407

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.208639

Ключові слова:

транспортний літак, турбореактивний двигун, поворот реактивного струменю, короткий злет

Анотація

Для збереження конкурентоспроможних переваг середнього транспортного літака короткого злету та посадки необхідно вирішити задачу забезпечення злету та посадки на ґрунтові злітно-посадкові смуги довжиною 600–800 метрів при установленні турбореактивних двигунів.

У разі розташування двигунів на пілонах під крилом це досягається за рахунок застосування «силового» повороту реактивного струменю двигунів при випусканні закрилків на кут 60°. Виконано пошук взаємного розташування крила та двигуна по його висоті, по положенню відносно будівельної площини крила та кута установлення. Визначено взаємне розташування, яке дозволяє максимально збільшити підйомну силу завдяки повороту реактивного струменю. Показано, що при цьому досягається безвідривне обтікання секції закрилку при його відхиленні на кут 60°.

Виконано аналіз температурного впливу реактивного струменю на механізацію та крило літака на етапах злету та посадки при різному положенні двигунів під крилом, на різних швидкостях польоту та кутах атаки. Проаналізовано вплив механізації на розподіл швидкостей та температур реактивного струменю. Показано, що зменшення відстані між соплом двигуна та нижньою поверхнею крила приведе до збільшення кута відхилення реактивного струменю. Визначено зони хвостової ланки закрилка, які потребують спеціального виконання для роботи при температурах понад 400 °С.

Проведено аналіз впливу реактивного струменю на лобовий опір літака у крейсерської конфігурації, а також схеми розміщення двигуна на електрозалежні системи літака. Показано відсутність впливу реактивного струменю на лобовий опір літака в крейсерській конфігурації, зниженню витрат палива на крейсерських режимах, а також благоприємний сприятливий вплив на електрозалежні системи завдяки значному зниженню газодинамічних втрат по тракту силової установки.

Запропоновано способи реалізації модернізації транспортного літака типу Ан-70 з метою забезпечення його переваг у своєму класі

Біографії авторів

Vоlоdymyr Kudryavtsev, ДП “Антонов” вул. Туполєва, 1, м. Київ, Україна, 03062

Начальник відділу

Borys Strigun, ДП “Антонов” вул. Туполєва, 1, м. Київ, Україна, 03062

Заступник начальника відділу

Volodymyr Shmyrov, ДП “Антонов” вул. Туполєва, 1, м. Київ, Україна, 03062

Кандидат технічних наук, віце-президент

Vasiliy Loginov, Національний аерокосмічний університет ім. М. Є. Жуковського "Харківський авіаційний інститут" вул. Чкалова, 17, м. Харків, Україна, 61070

Доктор технічних наук, старший науковий співробітник

Кафедра конструкції авіаційних двигунів

Посилання

  1. Flying in 2050? Available at: http://www.academie-air-espace.com/upload/doc/ressources/CP-2050-VOLUME2.pdf
  2. Grebenikov, A. G. (2006). Metodologiya integrirovannogo proektirovaniya i modelirovaniya sbornyh samoletnyh konstruktsiy. Kharkiv: Nats. aerokosm. un-t «KhAI», 532.
  3. Zhitomirskiy, G. I. (2005). Konstruktsiya samoletov. Moscow: Mashinostroenie, 406.
  4. Petersson, O., Daoud, F. (2012). Multidisciplinary optimization of aircraft structures with respect to static and dynamic aeroelastic requirements. Deutscher Luft- und Raumfahrtkongress. Berlin, 1–7.
  5. Gagnon, H., Zingg, D. W. (2014). High-fidelity Aerodynamic Shape Optimization of Unconventional Aircraft through Axial Deformation. 52nd Aerospace Sciences Meeting. doi: https://doi.org/10.2514/6.2014-0908
  6. Loginov, V. V. (2009). Kompleksniy podhod po formirovaniyu tehnicheskogo oblika silovoy ustanovki, integriruemoy v planer, pri sinteze letatel'nogo apparata. Intehrovani tekhnolohiyi ta enerhozberezhennia, 2, 88–99.
  7. Pezhman, М. (2013). Effects of engine placement and morphing on nonlinear aeroelastic behavior of flying wing aircraft. Atlanta: Georgia Institute of Technology, 133.
  8. Vasil'ev, V. I., Lavruhin, G. N., Lazarev, V. V., Noskov, G. P., Talyzin, V. A. (2014). Eksperimental'noe issledovanie harakteristik integral'noy silovoy ustanovki samoleta tipa «letayushchee krylo». Uchenye zapiski TSAGI, 45 (3), 45–52.
  9. Lyu, Z., Martins, J. R. R. A. (2015). Aerodynamic Shape Optimization of an Adaptive Morphing Trailing-Edge Wing. Journal of Aircraft, 52 (6), 1951–1970. doi: https://doi.org/10.2514/1.c033116
  10. Zlenko, N. A., Kursakov, I. A. (2015). Optimizatsiya geometrii uzla podveski motogondoly pod krylom passazhirskogo samoleta na osnovanii chislennyh raschetov s ispol'zovaniem uravneniy RANS. Uchenye zapiski TSAGI, 46 (5), 21–38.
  11. Wilhelm, R. (2005). An inverse design method for engine nacelles and wings. Aerospace Science and Technology, 9 (1), 19–29. doi: https://doi.org/10.1016/j.ast.2004.09.002
  12. Babulin, A. A. (2005). Primenenie programmnogo kompleksa «Sprut» dlya issledovaniya voprosov mestnoy aerodinamiki passazhirskogo samoleta. Materialy XVI shkoly-seminara «Aerodinamika letatel'nyh apparatov». Zhukovskiy: TSAGI, 14–15.
  13. Anisimov, K. S., Kazhan, E. V., Kursakov, I. A., Lysenkov, A. V., Savel'ev, A. A. (2016). Chislennoe issledovanie vneshney aerodinamiki dvigatelya v ramkah metodiki mnogodistsiplinarnoy optimizatsii. Materialy XXVII nauch.-tehn. konf. po aerodinamike. Zhukovskiy: TSAGI, 33–34.
  14. Fomin, V. M., Hozyaenko, N. N., Shipovskiy, G. N. (2005). Osobennosti obtekaniya komponovki regional'nogo samoleta s dvigatelyami na fyuzelyazhe. Materialy XVI shkoly-seminara «Aerodinamika letatel'nyh apparatov». Zhukovskiy: TSAGI, 101–103.
  15. Bragin, N. N., Gubanova, M. A., Gurevich, B. I., Karas', O. V., Kovalev, V. E., Skomorohov, S. I., Chernavskih, Yu. N. (2009). Aerodinamicheskoe proektirovanie i opredelenie harakteristik grazhdanskogo samoleta s upravlyaemym vektorom tyagi. Materialy XX shkoly-seminara «Aerodinamika letatel'nyh apparatov». Zhukovskiy: TSAGI, 34–35.
  16. Petrov, A. B., Tret'yakov, V. F. (2015). Vliyanie struy reaktivnyh dvigateley bol'shoy stepeni dvuhkonturnosti na aerodinamicheskie harakteristiki mehanizirovannogo kryla. Uchenye zapiski TSAGI, 46 (7), 1–10.
  17. Gubanov, A. A., Gusev, D. Yu. (2014). Issledovaniya integral'noy komponovki letatel'nogo apparata s pryamotochnym dvigatelem. Uchenye zapiski TSAGI, 45 (3), 12–19.
  18. Kornushenko, A. V., Chernyshova, S. M., Yastrebov, Yu. G., Bytsko, N. S. (2010). Issledovaniya vliyaniya modifikatsii elementov modeli regional'nogo samoleta na aerodinamicheskie harakteristiki modeli. Materialy XXI nauch.-tehn. konf. po aerodinamike. Zhukovskiy: TSAGI, 101–102.
  19. Gorbunov, V. G., Zhelannikov, A. I., Dets, D. O., Setukha, A. V. (2012). Flow over aircraft simulation by using the discrete singularity method. Nauchniy vestnik MGTU GA, 177, 10–13.
  20. Gu, X., Ciampa, P. D., Nagel, B. (2016). High fidelity aerodynamic optimization in distributed overall aircraft design. 17th AIAA/ISSMO Multidisciplinary Analysis and Optimization Conference. doi: https://doi.org/10.2514/6.2016-3508
  21. Bragin, N. N., Bolsunovskiy, A. L., Buzoverya, N. P., Gubanova, M. A., Skomorohov, S. I., Hozyainova, G. V. (2013). Issledovaniya po sovershenstvovaniyu aerodinamiki vzletno-posadochnoy mehanizatsii kryla passazhirskogo samoleta. Uchenye zapiski TSAGI, 44 (4), 1–14.
  22. Bui, T. T. (2016). Analysis of Low-Speed Stall Aerodynamics of a Swept Wing with Seamless Flaps. 34th AIAA Applied Aerodynamics Conference. doi: https://doi.org/10.2514/6.2016-3720
  23. Balabuev, P. V., Bychkov, S. A., Grebenikov, A. G., Zheldochenko, V. N., Kobylyanskiy, A. A., Myalitsa, A. K. et. al. (2003). Osnovy obshchego proektirovaniya samoletov s gazoturbinnymi dvigatelyami. Ch. 1. Kharkiv: «KhAI», 454.
  24. Braddon, D., Lawrence, P. (1998). The Strategic Case for A400M. Aerospace Research Group, Faculty of Economics and Social Science. UWE Bristol, BS16 1QY.
  25. Epifanov, S. V., Pehterev, V. D., Ryzhenko, A. I., Tsukanov, R. Yu., Shmyrev, V. F. (2011). Proektirovanie sistem silovyh ustanovok samoletov. Kharkiv: «KhAI», 511.
  26. Kiva, D. S., Grebenikov, A. G. (2014). Nauchnye osnovy integrirovannogo proektirovaniya samoletov transportnoy kategorii. Ch. 1, 2. Kharkiv: Nats. aerokosm. un-t im. N. E. Zhukovskogo «KhAI», 439, 376.
  27. Lyubimov, D. A. (2013). Investigation of the effect of a pylon and a wing with flaps on the flow within an exhaust jet of a double-flow turbojet engine by a simulation method for large eddies. High Temperature, 51 (1), 111–127. doi: https://doi.org/10.1134/s0018151x12050100

##submission.downloads##

Опубліковано

2020-08-31

Як цитувати

Kudryavtsev, V., Strigun, B., Shmyrov, V., & Loginov, V. (2020). Вибір взаємного розташування двигуна та крила транспортного літака короткого злету та посадки. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4(1 (106), 6–16. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.208639

Номер

Том 4 № 1 (106) (2020): Виробничо-технологічні системи

Розділ

Виробничо-технологічні системи

Ліцензія

Авторське право (c) 2020 Vоlоdymyr Kudryavtsev, Borys Strigun, Volodymyr Shmyrov, Vasiliy Loginov

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.