Розробка способу спуску освітлювальних елементів літальних апаратів

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2024.303639

Ключові слова:

сила опору, двороторна крильчатка, швидкість опускання, час освітлення, сила світла, радіус освітлення

Анотація

Об’єктом дослідження є процес спуску освітлювальних елементів, оснащених гальмівним пристроєм у вигляді двох лопатевих решіток, що обертаються в різному напрямку. Класичний парашутний спосіб не забезпечує необхідної швидкості спуску, має низькі параметри освітлення і значний знос освітлювальних елементів боковим вітром.

Для вирішення поставлених задач отримано математичні залежності для розрахунку аеродинамічних характеристик спускного апарата з освітлювальним елементом та його доставки до точки викидання. Методом чисельного моделювання визначено коефіцієнти лобового опору та піднімальної сили при обтіканні лопатей двороторної крильчатки з різними числами Рейнольдса на базі програмного комплексу ANSYS CFX. Визначено оптимальні геометричні характеристики профілю, що задовольняють умові необхідної швидкості опускання освітлювального елемента при заданій вазі спускного апарата.

Обґрунтовані вимоги до параметрів освітленості та запропоновано покращений склад освітлювального факела.

Розроблена математична модель руху тіла змінної маси до точки викидання освітлювального елемента.

Нова конструкція спускного апарата дозволяє знизити швидкість зниження на 10–15 % і збільшити вагу корисного навантаження на 20–30 %. Запропонований освітлювальний склад забезпечує достатнє освітлення об’єкта протягом 5 хвилин з силою світла 2–2,5 млн. кандел і середнім діаметром освітленої місцевості 2000–2500 м. Математична модель руху тіла змінної маси до точки викидання освітлювального елемента дозволяє визначати з високою точністю установки для стрільби освітлювальними боєприпасами (на 30–40 % точніше) і час викидання освітлювальних елементів.

Результати дослідження дозволяють вирішити наукову проблему із забезпечення максимальної ефективності освітлення місцевості вночі

Біографії авторів

Василь Ілліч Макеєв, Сумський державний університет

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра військової підготовки

Анатолій Йосипович Дерев’янчук, Сумський державний університет

Кандидат технічних наук, професор

Кафедра військової підготовки

Андрій Олександрович Вакал, Сумський державний університет

Кандидат технічних наук, старший науковий співробітник

Кафедра військової підготовки

Микола Миколайович Ляпа, Сумський державний університет

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра військової підготовки

Посилання

  1. Tkachuk, P. P., Chumakevych, V. O., Droban, O. M., Fedor, B. S., Yevdokimov, P. M. (2023). Boieprypasy. Kyiv: Vyd. dim «SKIF», 266. Available at: https://jurkniga.ua/contents/boiepripasi-pidruchnik.pdf
  2. Buhaieva, L. M., Boiko, T. V., Beznosyk, Yu. O. (2017). Systemnyi analiz khimiko-tekhnolohichnykh kompleksiv. Kyiv: Interservis, 254. Available at: https://www.sworld.com.ua/doi/sahtk.pdf
  3. Dmitrievskiy, A. A. (2005). Vneshnyaya ballistika. Moscow: Mashinostroenie, 607.
  4. Homylev, S. A., Reznik, S. B., Ershov, S. V. (2008). Chislennoe issledovanie obtekaniya turbinnyh reshetok profiley: chast' 2 – issledovanie harakteristik vysokonagruzhennyh reshetok. Aviatsionno-kosmicheskaya tehnika i tehnologiya, 8 (55), 46–50. Available at: http://nbuv.gov.ua/UJRN/aktit_2008_8_12
  5. Makeiev, V. I., Raskoshnyi, A. F. (2023). Optymizatsiya konstruktyvnykh parametriv osvitliuvalnykh litalnykh aparativ dlia zmenshennia yikh rozsiiuvannia. Zbirnyk naukovykh prats TsNDI OVT ZSU, 1 (88), 83–92.
  6. Tiahniy, V. H., Yemets, V. V. (2023). Osnovy aerodynamiky ta dynamiky polotu: ch. I: Aerohidrohazodynamika. Kharkiv: KhNUVS, 280. Available at: https://dspace.univd.edu.ua/items/c3726f93-7e24-4fb0-8c62-e93f90aace8b
  7. Makeiev, V. I., Kolobylin, S. M., Zhytnyk, V. Ye., Liapa, M. M. (2023). Pat. No. 153331 UA. Artyleriiskyi snariad. No. u202201954; declareted: 09.06.2022; published: 21.06.2023, Bul. No. 25/2023. Available at: https://base.uipv.org/searchINV/search.php?action=viewdetails&IdClaim=285443
  8. Rusanov, A. V., Kos'yanova, A. I., Suhorebryy, P. N., Horev, O. N. (2013). Gazodinamicheskoe sovershenstvovanie protochnoy chasti tsilindra vysokogo davleniya parovoy turbiny K-325-23,5. Nauka ta innovatsiyi, 9 (1), 33–40.
  9. Navin Kumar, B., Parammasivam, K. M., Selvaraju, P. N., Anbalagan, R. (2022). Feasibility analysis of novel aerodynamic braking system for horizontal axis wind turbines. Materials Today: Proceedings, 68, 1396–1402. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2022.06.444
  10. Lebid, V. H., Myrhorod, Yu. I. (2006). Aerohidrohazodynamika. Kharkiv: KhUPS, 350.
  11. Boyko, A. V., Usatiy, A. P., Rudenko, A. S. (2014). Mnogokriterial'naya mnogoparametricheskaya optimizatsiya protochnoy chasti osevyh turbin s uchetom rezhimov ekspluatatsii. Kharkiv: NTU «KhPI», 220. Available at: https://repository.kpi.kharkov.ua/server/api/core/bitstreams/0a708b9b-d194-40b9-9a83-1f92901459fa/content
  12. Veisi, A. A., Shafiei Mayam, M. H. (2017). Effects of blade rotation direction in the wake region of two in-line turbines using Large Eddy Simulation. Applied Energy, 197, 375–392. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2017.04.013
  13. Boiko, A., Govorushchenko, Y., Usaty, A. (2016). Optimization of the Axial Turbines Flow Paths. New York: Science Publishing Group, 272.
  14. Barbely, N. L., Komerath, N. M., Novak, L. A. (2016). A Study of Coaxial Rotor Performance and Flow Field Characteristics. AHS Technical Meeting on Aeromechanics Design for Vertical Lift. Report ARC-E-DAA-TN28910, 15. Available at: https://rotorcraft.arc.nasa.gov/Publications/files/CFD_Design_Framework_Barbely.pdf
  15. Ahmadi-Baloutaki, M., Carriveau, R., Ting, D. S.-K. (2016). A wind tunnel study on the aerodynamic interaction of vertical axis wind turbines in array configurations. Renewable Energy, 96, 904–913. https://doi.org/10.1016/j.renene.2016.05.060
  16. Simakov, N. N. (2013). Raschet obtekaniya i soprotivleniya shara v laminarnom i sil'no turbulentnom potoke. Zhurnal tehnicheskoy fiziki, 83 (4), 16–20.
  17. Papchenko, A., Lipovy, V., Barikin, O. (2013). Analysis of the airflow about sphere as a first approximation to determine the aerodynamic characteristics of airfoil profiles of orthogonal wind turbines. Visnyk Sumskoho derzhavnoho universytetu. Seriya Tekhnichni nauky, 1, 19–24. Available at: http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/31937
  18. Rusanov, A. V., Ershov, S. V. (2008). Matematicheskoe modelirovanie nestatsionarnyh gazodinamicheskih protsessov v protochnyh chastyah turbomashin. Kharkiv: IPMash NAN Ukrainy, 275.
  19. Yershov, S. V., Rusanov, A. V., Yakovlev, V. A. (2006). Aerodynamic improvement of flowpath of the Hp turbine basing on computations of 3D viscous flow. Nauka ta innovatsiyi, 2 (6), 39–48. Available at: https://scinn.org.ua/sites/default/files/pdf/2006/N6/6_06_39.pdf
  20. Boiko, A., Usaty, A. P. (2017). Use BIarc-Curves for Contour Description of the Turbine Profiles. NTU “KhPI” Bulletin: Power and Heat Engineering Processes and Equipment, 8 (1230), 20–27. https://doi.org/10.20998/2078-774x.2017.08.03
  21. Lupoviy, V., Papchenko, A. (2014). Methods Development for Determining the Aerodynamic Characteristics of Vertical Exist of Wind Turbine. Applied Mechanics and Materials, 630, 79–84. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/amm.630.79
  22. Lipoviy, V., Papchenko, A. (2013). Research of workflow of vertical wind turbines by numerical simulation. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3 (8 (63), 39–44. Available at: https://journals.uran.ua/eejet/article/view/14834/
  23. Vion, L., Delattre, G., Falissard, F., Jacquin, L. (2011). Counter-Rotating Open Rotor (CROR): flow physics and simulation. CFM 2011 – 20th French Congress of Mechanics. Besancon, hal-03421272. Available at: https://hal.science/hal-03421272/document
  24. Tarasov, A. I. (2012). Izbrannye lektsii po kursu «Komp'yuternye tehnologi proektirovaniya baz dannyh» na temu «Postroenie reshetki turbinnyh profiley polinomami Bez'e-Bernshteyna». Kharkiv: NTU «KhPI», 27. Available at: https://www.kpi.kharkov.ua/archive/Articles/turbine/Построение%20решетки%20турбинных%20профилей%20.pdf
  25. Boiko, A., Usaty, A. P. (2016). Integrated Mathematical Model of the Processes in the Turbine with Adjustable Steam Extraction. NTU “KhPI” Bulletin: Power and Heat Engineering Processes and Equipment, 8 (1180), 28–36. https://doi.org/10.20998/2078-774x.2016.08.04
  26. Hmel'nik, S. I. (2010). Uravneniya Nav'e-Stoksa. Sushchestvovanie i metod poiska global'nogo resheniya. Published by Mathematics in Computer Corp., 106.
  27. Majstrenko, O. V., Prokopenko, V. V., Makeev, V. I., Ivanyk, E. G. (2020). Analytical methods of calculation of powered and passive trajectory of reactive and rocket-assisted projectiles. Radio Electronics, Computer Science, Control, 2, 173–182. https://doi.org/10.15588/1607-3274-2020-2-18
  28. Makeiev, V., Pushkariov, Y., Raskoshnyi, A., Voronko, I., Myronova, S. (2022). Considering the Meteorological Elements for the Aerial Vehicles Flight by Using “Weight” Functions. Lecture Notes in Networks and Systems, 133–144. https://doi.org/10.1007/978-3-030-94259-5_13
  29. Makeev, V. I., Pushkarev, Yu. I. (2013). Choice of working parameters of a solid-fuel jet engine of unguided aircraft. Russian Aeronautics (Iz VUZ), 56 (4), 344–353. https://doi.org/10.3103/s1068799813040041
  30. Nakaz komandyra v/ch A1723 vid 15.07.2021 roku No. 173/21.
Розробка способу спуску освітлювальних елементів літальних апаратів

##submission.downloads##

Опубліковано

2024-06-28

Як цитувати

Макеєв, В. І., Дерев’янчук, А. Й., Вакал, А. О., & Ляпа, М. М. (2024). Розробка способу спуску освітлювальних елементів літальних апаратів. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3(1 (129), 14–24. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2024.303639

Номер

Том 3 № 1 (129) (2024): Виробничо-технологічні системи

Розділ

Виробничо-технологічні системи

Ліцензія

Авторське право (c) 2024 Vasyl Makeev, Anatoliy Derevjanchuk, Andrii Vakal, Mykola Liapa

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.