Визначення особливостей інтегрованого проєктування цивільних магістральних літаків з трансзвуковим крилом з підкосом на етапі розробки аванпроєкту

Автор(и)

  • Валентин Павлович Пелих Національний аерокосмічний університет ім. М. Є. Жуковського «Харківський авіаційний інститут»; Державний концерн «Мотор-Січ» ДКБ імені І. І. Сікорського; Запорізький авіаційний фаховий коледж ім. О. Г. Івченка, Україна https://orcid.org/0009-0007-5301-6697
  • Володимир Михайлович Андрющенко Національний аерокосмічний університет ім. М. Є. Жуковського «Харківський авіаційний інститут», Україна https://orcid.org/0000-0003-1013-3803

DOI:

https://doi.org/10.15587/2706-5448.2024.298600

Ключові слова:

магістральний літак, підкіс, нульове наближення, попереднє проєктування, майстер-геометрія, статистичне дослідження, аеродинамічна та масова ефективність

Анотація

Об’єктом дослідження є цивільний магістральний літак з трансзвуковим крилом з підкосом. У роботі вирішується проблема проєктування літака даної схеми на етапі розробки аванпроєкту. Результатами роботи є концепція проєктування літаків з трансзвуковим крилом з підкосом, показані основні переваги такої схеми, процес визначення геометричних параметрів підкосу, особливості розробки аванпроєкту літака з крилом надвеликого подовження з підкосом, можливі підходи до розміщення агрегатів та їх взаємного розташування. Результати пояснюються відмінністю розрахункової схеми (консольна балка замінена на балку на двох опорах) в масовому аналізі та збільшеним подовженням крила в аеродинамічному розрахунку. Остаточні дані засновано на статистичному досліджені по визначенню основних геометричних параметрів агрегатів сучасних пасажирських магістральних літаків, синтезом параметрів літаків-аналогів. Для прикладу розглянуто літак, здатний перевозити 250 пасажирів на відстань 13000 км. В процесі проєктування прийнято значення подовження, звуження, площі крила, відносних площ горизонтального (ГО) та вертикального оперення (ВО), розмірів фюзеляжу. Розроблено креслення загального вигляду літака та на його основі побудовано майстер-геометрію теоретичного контуру. Побудовано графіки поляр першого роду та максимальної аеродинамічної якості, визначено зменшення аеродинамічного супротиву у відсотках, а також розраховано збільшення аеродинамічної якості у відсотках для літака з крилом надвеликого подовження з підкосом порівняно з аналогічними характеристиками літака з класичним крилом без підкосу. Визначено у відсотках приблизну економію маси при використанні на літаку крила з підкосом. Обґрунтовано доцільність використання крил більшого подовження, ніж мають сучасні літаки на даний момент. Обґрунтовано доцільність використання підкосу для літака з крилом надвеликого подовження. Отримані результати можуть бути використані на практиці в процесі розробки аванпроєкту літака з крилом з підкосом або в рамках модернізації вже існуючих літальних апаратів з метою підвищення їх паливної ефективності, чи збільшення довговічності елементів крила внаслідок зменшення діючого на них навантаження.

Біографії авторів

Валентин Павлович Пелих, Національний аерокосмічний університет ім. М. Є. Жуковського «Харківський авіаційний інститут»; Державний концерн «Мотор-Січ» ДКБ імені І. І. Сікорського; Запорізький авіаційний фаховий коледж ім. О. Г. Івченка

Аспірант

Кафедра проєктування літаків та вертольотів

Інженер-конструктор

Відділ міцності

Викладач

Відділення авіаконструкторських дисциплін

Володимир Михайлович Андрющенко, Національний аерокосмічний університет ім. М. Є. Жуковського «Харківський авіаційний інститут»

Кандидат технічних наук, доцент, старший науковий співробітник

Кафедра проектування літаків та вертольотів

Посилання

  1. Ting, E., Reynolds, K. W., Nguyen, N. T., Totah, J. (2014). Aerodynamic Analysis of the Truss-Braced Wing Aircraft Using Vortex-Lattice Superposition Approach. 32nd AIAA Applied Aerodynamics Conference. Atlanta, Reston. doi: https://doi.org/10.2514/6.2014-2597
  2. Allen, T., Sexton, B., Scott, M. J. (2015). SUGAR Truss Braced Wing Full Scale Aeroelastic Analysis and Dynamically Scaled Wind Tunnel Model Development. 56th AIAA/ASCE/AHS/ASC Structures, Structural Dynamics, and Materials Conference. Kissimmee, Reston. doi: https://doi.org/10.2514/6.2015-1171
  3. Gur, O., Bhatia, M., Mason, W. H., Schetz, J. A., Kapania, R. K., Nam, T. (2011). Development of a framework for truss-braced wing conceptual MDO. Structural and Multidisciplinary Optimization, 44 (2), 277–298. doi: https://doi.org/10.1007/s00158-010-0612-9
  4. Harrison, N. A., Gatlin, G. M., Viken, S. A., Beyar, M., Dickey, E. D., Hoffman, K., Reichenbach, E. Y. (2020). Development of an Efficient M=0.80 Transonic Truss-Braced Wing Aircraft. AIAA Scitech 2020 Forum. Orlando, Reston. doi: https://doi.org/10.2514/6.2020-0011
  5. Gur, O., Bhatia, M., Mason, W., Schetz, J., Kapania, R., Nam, T. (2010). Development of Framework for Truss-Braced Wing Conceptual MDO. 51st AIAA/ASME/ASCE/AHS/ASC Structures, Structural Dynamics, and Materials Conference 18th AIAA/ASME/AHS Adaptive Structures Conference 12th. Orlando, Reston. doi: https://doi.org/10.2514/6.2010-2754
  6. Hosseini, S., Ali Vaziri-Zanjani, M., Reza Ovesy, H. (2020). Conceptual design and analysis of an affordable truss-braced wing regional jet aircraft. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part G: Journal of Aerospace Engineering. doi: https://doi.org/10.1177/0954410020923060
  7. Lee, K., Nam, T., Kang, S. (2017). Propulsion System Modeling and Reduction for Conceptual Truss-Braced Wing Aircraft Design. International Journal of Aeronautical and Space Sciences, 18 (4), 651–661. doi: https://doi.org/10.5139/ijass.2017.18.4.651
  8. Ting, E., Chaparro, D., Nguyen, N. T. (2017). Development of an Integrated Nonlinear Aeroservoelastic Flight Dynamic Model of the Truss-Braced Wing Aircraft. 58th AIAA/ASCE/AHS/ASC Structures, Structural Dynamics, and Materials Conference. Grapevine, Reston. doi: https://doi.org/10.2514/6.2017-1815
  9. Wells, D. P. (2017). Cruise Speed Sensitivity Study for Transonic Truss Braced Wing. 55th AIAA Aerospace Sciences Meeting. Grapevine, Reston. doi: https://doi.org/10.2514/6.2017-1628
  10. Mialitca, A. K., Malashenko, L. A., Grebenikov, A. G. et al. (2010). Razrabotka avanproekta samoleta. Kharkiv: Natc. aerokosm. un-t «Khark. aviatc. in-t», 233.
  11. Poliakov, V. S., Andryushchenko, V. M., Topal, M. S. (2024). Vyznachennia parametriv litaka v nulovomu nablyzhenni. Kharkiv: Nats. aerokosm. un-t «Kharkiv. aviats. in-t», 201.
  12. Eremenko, S. M. (2019). Aerodinamika letatelnykh apparatov. Kharkiv: Natc. aerokosm. un-t im. N. E. Zhukovskogo «Kharkiv. aviatc. in-t», 384.
  13. Fedorova, N. N., Valger, S. A., Danilov, M. N., Zakharova, Iu. V. (2017). Osnovy raboty v ANSYS 17. DMK Press, 210.
  14. Raschet kryla samoleta na staticheskuiu prochnost i zhestkost (2009). GOUVPO «KnAGTU», 90.
  15. Voit, E. S., Endogur, A. I., Melik-Sarkisian, Z. A., Aliavdin, I. M. (1987). Proektirovanie konstruktcii samoletov. Mashinostroenie, 416.
  16. Evseev, L. A. (1985). Raschet na prochnost kryla bolshogo udlineniia. Kharkiv: Khark. aviatc. in-t, 106.
  17. Fomichev, P. A., Zarutckii, A. V., Mandziuk, S. F. (2017). Raschet na prochnost samoleta. Ch. 1. Kharkov: Natc. aerokosm. un-t im. N. E. Zhukovskogo «Kharkiv. aviatc. in-t», 165.
  18. Chepurnykh, I. V. (2013). Prochnost konstruktcii letatelnykh apparatov. FGBOU VPO «KnAGTU», 137.
Determination of the features of integrated design of civil long-range aircraft with transonic truss-braced wing at the preliminary design stage

##submission.downloads##

Опубліковано

2024-02-21

Як цитувати

Пелих, В. П., & Андрющенко, В. М. (2024). Визначення особливостей інтегрованого проєктування цивільних магістральних літаків з трансзвуковим крилом з підкосом на етапі розробки аванпроєкту. Technology Audit and Production Reserves, 1(1(75), 35–42. https://doi.org/10.15587/2706-5448.2024.298600

Номер

Том 1 № 1(75) (2024): Виробничо-технологічні системи

Розділ

Технології машинобудування

Ліцензія

Авторське право (c) 2024 Valentyn Pelykh, Volodymyr Andryushchenko

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.