Параметрический анализ аэродинамических характеристик компоновки экраноплана схемы «тандем»

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

1. Акулов 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.

2. 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.

3. 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.

4. 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.

5. 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.

6. 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.

7. 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.

8. 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.

9. 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).

10. 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.

11. 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.

12. 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.

13. 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.

14. 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.

15. 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).

16. 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.

17. 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).

18. 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)