creexpCrede Experto: транспорт, общество, образование, языкCrede Experto: transport, society, education, language2312-1327Иркутский филиал ФГБОУ ВО «МГТУ ГА»10.51955/2312-1327_2022_4_30creexp-265Research ArticleАВИАЦИОННАЯ ТЕХНИКАПараметрический анализ аэродинамических характеристик компоновки экраноплана схемы «тандем»Parametric analysis of aerodynamic characteristics of the wig layout tandem schemeshttps://orcid.org/0000-0003-0569-4796КривельСергей МихайловичKrivelSergey M.

кандидат технических наук, доцентул. Карла Маркса, 1, Иркутск, 664003ул. Лермонтова, 83, Иркутск, 664074

Candidate of Technical Sciences, Associate Professor1, Karl Marx, Irkutsk, 664003, Russia83, Lermontov, Irkutsk, 664074

krivel66@mail.ruГалушкоЕгор АлександровичGalushkoEgor A.

преподаватель, научный сотрудникул. Коммунаров, 3, Иркутск, 664009ул. Карла Маркса, 1, Иркутск, 664003

Educator, Researcher3, Communards, Irkutsk, 664009, RussiaIrkutsk State University,1, Karl Marx, Irkutsk, 664003

photon_91@mail.ruВшивковЮрий ФедоровичVshivkovYuri F.

кандидат технических наук, ул. Карла Маркса, 1, Иркутск, 664003

Candidate of Technical Sciences, 1, Karl Marx, Irkutsk, 664003

1988ufv@mail.ruИркутский государственный университет, Иркутский национальный исследовательский технический университетРоссияIrkutsk State University, Irkutsk National Research Technical UniversityRussian FederationМосковский государственный технический университет гражданской авиации (Иркутский филиал), Иркутский государственный университетРоссияIrkutsk Branch of the Moscow State, Technical University of Civil AviationRussian FederationИркутский государственный университетРоссияIrkutsk State UniversityRussian Federation202229032026043055Copyright © Кривель С.М., Галушко Е.А., Вшивков Ю.Ф., 20262026Кривель С.М., Галушко Е.А., Вшивков Ю.Ф.Krivel S.M., Galushko E.A., Vshivkov Y.F.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://ce.if-mstuca.ru/jour/article/view/265

Работа посвящена исследованию аэродинамических характеристик оригинальной компоновки экраноплана и оценке влияния ее геометрических параметров на аэродинамические характеристики. Представлен краткий обзор истории синтеза исследуемой схемы экраноплана. Аэродинамическая компоновка выполнена по схеме «тандем» из двух крыльев и высокорасположенного стабилизатора. Исследовано влияние на аэродинамические характеристики экраноплана кинематических параметров полета (угла атаки и отстояния от подстилающей поверхности), углов отклонения аэродинамических поверхностей (закрылков и рулевых поверхностей), взаимного положения крыльев, наличия и параметров концевых шайб и винглетов. Результаты работы позволяют сделать вывод о значительном влиянии углов отклонения аэродинамических поверхностей на значения аэродинамических коэффициентов и величину аэродинамического качества. Указанные эффекты могут быть использованы для управления экранопланом, улучшения или обеспечения ряда летных характеристик. Оценены наиболее предпочтительные параметры аэродинамической компоновки с точки зрения обеспечения наибольшего аэродинамического качества. Выявлены и продемонстрированы в работе ряд определяющих особенностей обтекания предлагаемой схемы экраноплана и ее элементов. Выделены потенциальные положительные свойства компоновки, которые могут существенно повлиять на реализуемость и эффективность экраноплана как объекта проектирования

The work is devoted to the study of aerodynamic characteristics of the WIG original layout and the assessment of influence of its geometric parameters on the aerodynamic characteristics. A brief overview of the history of synthesis of the investigated WIG scheme is presented. The aerodynamic layout is made according to the "tandem" scheme of two wings and a high-mounted stabilizer. The influence of kinematic flight parameters (angle of attack and distance to the underlying surface), deflection angles of aerodynamic surfaces (flaps and steering surfaces), the relative position of the wings, the presence and parameters of end washers and winglets on the WIG aerodynamic characteristics is investigated. The results of the work allow us to conclude that the deflection angles of aerodynamic surfaces have a significant effect on the values of aerodynamic coefficients and the value of aerodynamic quality. These effects can be used to control the WIG, improve or provide a number of flight characteristics. The most preferred parameters of the aerodynamic layout are evaluated in terms of ensuring the highest aerodynamic quality. A number of defining features of the flow around the proposed WIG scheme and its elements are identified and demonstrated in the work. The potential positive properties of the layout are highlighted, which can significantly affect the feasibility and effectiveness of the WIG as a design object

экранопланэкранолетаэродинамические характеристики экранопланааэродинамическая компоновкапараметры компоновки экранопланаGEV (ground-effect vehicle)WIG (wing-in-ground-effect)ekranoplanaerodynamic ground-effect craftaerodynamic characteristicsaerodynamic layoutlayout parameters of the WIGGEV (ground-effect vehicle)WIG (wing-in-ground-effect)ReferencesАкулов О. В. Спектры обтекания специальных объектов: отчет о НИР / О. В. Акулов, А. М. Горяинов, А. Е. Заволженский, С. М. Кривель. Иркутск: ИВВАИУ, 2005. 90 с.Akulov, O.V., Goryainov, A.M., Zavolzhensky, A.E., Krivel, S.M. (2005). Flow spectra of special objects: research report. Irkutsk: Irkutsk Higher Military Aviation Engineering School. 90 p. [In Russian]Антипин, М. И. Выбор аэрогидродинамической компоновки экраноплана на этапе проектирования в контексте исторического развития малого экранопланастроения / М. И. Антипин, Л. Г. Малышевская // Modern Science. 2020. № 6-2. С. 191-206.Antipin, M. I., Malyshevskaya L. G. (2020). The choice of the aerohydrodynamic layout of an ekranoplane at the design stage in the context of the historical development of small ekranoplanostroenie. Modern Science. 6-2: 191-206.Блохин В. Н. Применение методов вычислительного эксперимента для определения аэродинамических характеристик экраноплана на крейсерском режиме движения / В. Н. Блохин, В. М. Прохоров, П. С. Кальясов, А. К. Якимов, А. В. Туманин, В. В. Шабаров // Вестник Нижегородского университета им. Н. И. Лобачевского. 2012. № 3. С. 147-154.Blokhin, V.N., Prokhorov, V.M., Kalyasov, P.S., Yakimov, A.K., Tumanin, A.V., Shabarov, V.V. (2012). Application of computational experiment methods to determine the aerodynamic characteristics of an ekranoplane in cruising model. Bulletin of the Nizhny Novgorod University named after N.I. Lobachevsky. 3: 147-154. [In Russian]Вшивков Ю. Ф. Несущая система экраноплана схемы «тандем» и ее аэродинамические характеристики / Ю. Ф. Вшивков, Е. А. Галушко, С. М. Кривель // Вестник Иркутского государственного технического университета. 2018. Т. 22. № 2(133). С. 191-206.Vshivkov, Yu. F. Galushko, E.A., Krivel, S.M. (2018). The carrier system of the ekranoplane of the "tandem" scheme and its aerodynamic characteristics. Bulletin of the Irkutsk State Technical University. Vol. 22. 2(133): 191-206. [In Russian]Гусев И. Н. О выборе переднего горизонтального оперения аппарата аэродинамической схемы «утка» / И. Н. Гусев, А. В. Афанасьев // Асимптотические методы в теории систем. Иркутск: ИрВЦ. 1991. С. 56-67.Gusev, I.N., Afanasyev, A.V. (1991). On the choice of the front horizontal tail of the apparatus of the aerodynamic scheme "duck". Asymptotic methods in the theory of systems. Irkutsk: Irkutsk Computing Center: 56-67. [In Russian]Кривель С. М. Исследование аэродинамических характеристик экраноплана с щелевым передним горизонтальным оперением: отчет о НИР / С. М. Кривель, А. М. Горяинов, А. Е. Заволженский А.Е., Лещенко А.В. Иркутск: ИВАИИ, 2003. 187 С.Krivel S. M., Goryainov A. M., Zavolzhensky A. E., Leshchenko A.V. Investigation of aerodynamic characteristics of an ekranoplane with a slit front horizontal tail: a report on research. Irkutsk: Irkutsk Military Aviation Engineering Institute: 187 p. [In Russian]Попов К. Б. Авторское свидетельство №1З16170 / СССР /. Самостабилизированный экраноплан по схеме "утка". Иркутский политехнический институт: авт. изобр. К. Б. Попов, И. Н. Гусев, А. В. Афанасьев и др. Заявл. 17.07.85 №3928768/40-23.Popov K.B., Gusev I.N., Afanasyev A.V. (1985). Copyright certificate No. 1Z16170 / USSR /. Self-stabilized ekranoplane according to the "duck" scheme. Irkutsk Polytechnic Institute: author of the invention. No.3928768/40-23 dated 17.07.85. [In Russian]Попов К. Б. Экспериментальный летательный аппарата на динамической воздушной подушке / К. Б. Попов, И. Н. Гусев, А. В. Афанасьев и др. // Вопросы создания транспорта для Сибирского Севера. Иркутск: ИрВЦ, 1988. С. 45-46.Popov, K.B., Gusev, I.N., Afanasyev, A.V. et al. (1988). Experimental aircraft on a dynamic air cushion. Questions of creating transport for the Siberian North. Irkutsk: Irkutsk Computing Center: 45-46. [In Russian]Сакорнсин Р. Оптимизация аэродинамического облика крыла гидросамолета с поплавком на конце / Р. Сакорнсин, С. А. Попов // Электронный журнал «Труды МАИ». 2012. № 57. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=31133 (дата обращения 30.10.2022).Sakornsin, R., Popov, S.A. (2012). Optimization of the aerodynamic appearance of a seaplane wing with a float at the end. Electronic journal "Proceedings of MAI". 57. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=31133 (accessed 10.30.2022). [In Russian]Тарасов А. Л. Исследование аэродинамических характеристик профиля крыла вблизи поверхности земли с помощью программного комплекса ANSYS FLUENT // Научный вестник МГТУ ГА. 2015. № 216. С. 135-140.Tarasov, A.L. (2015). Investigation of the aerodynamic characteristics of the wing profile near the earth's surface using the ANSYS FLUENT software package. Scientific Bulletin of Moscow State Technical University of Civil Aviation. 216: 135-140. [In Russian]Afshar H. A. A study of winglet and aerodynamic interferences in 3-d viscous flow around a flying-boat in ground effect / H. A. Afshar, M. M. Alishahi // Journal of applied sciences. 2009. № 20. pp. 3752-3757.Afshar, H.A., Alishahi, M.M. (2009). A study of winglet and aerodynamic interferences in 3-d vis-cous flow around a flying-boat in ground effect. Journal of applied sciences. 20: 3752-3757.Dakhrabadi M. T. Influence of main and outer wings on aerodynamic characteristics of compound wing-in-ground effect / M. T. Dakhrabadi, M. S. Seif // Aerospace science and technology. 2016. № 55. pp. 177-188.Dakhrabadi, M.T., Seif, M.S. (2016). Influence of main and outer wings on aerodynamic characteris-tics of compound wing-in-ground effect. Aerospace science and technology: 177-188.Juhee L. Influence of wing configurations on aerodynamic characteristics of wings in ground effect / L. Juhee, H. Chang-suk, B. Chang-Hwan // Journal of aircraft. 2010. № 3. pp. 1030-1040.Juhee, L. Chang-suk, H., Chang-Hwan, B. (2010). Influence of wing configurations on aerodynamic characteristics of wings in ground effect. Journal of aircraft. 3: 1030-1040.Park K. Influence of endplate on aerodynamic characteristics of low-aspect-ratio wing in ground effect / K. Park, J. Lee // Journal of Mechanical Science and Technology. 2008. №22. pp. 2578-2589.Park, K., Lee, J. (2008). Influence of endplate on aerodynamic characteristics of low-aspect-ratio wing in ground effect. Journal of Mechanical Science and Technology. 22: 2578-2589.Tofa M. M. Experimental investigation of a wing-in-ground effect craft / M. M. Tofa, A. Maimun Y. M. Ahmed, S. Jamei, A. Priyanto, Rahimuddin // The Scientific World Journal. Volume 2014. Article ID: 489308. [Electronic resource]. URL: https://doi.org/10.1155/2014/489308 (дата обращения 21.11.2022).Tofa M. M., Maimun A., Ahmed Y. M., Jamei S.., Priyanto A. Experimental investigation of a wing-in-ground effect craft. The Scientific World Journal. Volume 2014. Article ID: 489308. [Electronic resource]. URL: https://doi.org/10.1155/2014/489308 (accessed: 21.11.2022).Wei Y. Aerodynamic investigation on tiltable endplate for WIG craft / Y. Wei, Y. Zhigang // Aircraft Engineering and Aerospace Technology: An International Journal. 2012. № 1. pp. 4–12.Wei, Y., Zhigang, Y. (2012). Aerodynamic investigation on tiltable endplate for WIG craft. Aircraft Engineering and Aerospace Technology: An International Journal. 1: 4-12.Yang Z. Analysis of two configurations for a commercial WIG craft based on CFD / Z. Yang, W. Yang, Y. Li // 27th AIAA applied aerodynamics conference [Electronic resource]. 2009. URL: https://www.academia.edu/461506/Analysis_of_Two_Configurations_for_a_Commercial_WIG_Craft_based_on_CFD (дата обращения 30.10.2021).Yang, Z., Yang, W., Li, Y. (2009). Analysis of two configurations for a commercial WIG craft based on CFD. 27th AIAA applied aerodynamics conference. URL: https://www.academia.edu/461506/Analysis_of_Two_Configurations_for_a_Commercial_WIG_Craft_based_on_CFD (accessed 10.30.2021).Yuksel E. Аn investigation on aircraft wing in ground effect // Qukurova 3rd international scientific research congress [Electronic resource]. 2019. URL: https://www.researchgate.net/publication/336011901%20%20%20 (дата обращения: 30.05.2022)Yuksel, E. (2019). Ap investigation on aircraft wing in ground effect. Qukurova 3rd international scientific research congress. URL: https://www.researchgate.net/publication/ 336011901%20%20%20 (accessed: 30.05.2022)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.