УЛУЧШЕНИЕ АЭРОДИНАМИКИ КРЫЛА ПАССАЖИРСКОГО САМОЛЕТА С ПОМОЩЬЮ ЗАКОНЦОВКИ ТРЕУГОЛЬНОЙ ФОРМЫ В ПЛАНЕ

• Format: Article
• Language: Russian
• Published: Moscow State Technical University of Civil Aviation 2018-01-01
• Series: Naučnyj Vestnik MGTU GA
• Subjects: Треугольный выступ; передняя кромка крыла; концевое устройство; классическая законцовка; винглет Р. Уиткомба; индуктивное сопротивление; сверхкритический профиль; острая передняя кромка.
• Online Access: http://avia.mstuca.ru/jour/article/view/1132
• ISSN: 2079-0619; 2542-0119

В статье изучена возможность улучшения аэродинамических характеристик типичного крыла пассажирского самолета со сверхкритическим профилем, с помощью пассивных устройств треугольной формы в плане большой относительной площади, установленных на передней кромке в концевой части крыла. Рассмотрено использование треугольных выступов различных конфигураций в виде концевых устройств, потенциально усовершенствующих либо полностью заменяющих классических законцовок типа винглет Уиткомба. В результате плоского и трёхмерного численного моделирования обтекания модели прототипа крыло-корпуса DLR-F4, было подтверждено потенциальное преимущество данных устройств, особенно в совокупности с эллиптической несущей законцовкой большой стреловидности, в плане снижения индуктивного сопротивления и роста аэродинамического качества на полетных углах атаки. Рост качества при применении данных устройств обусловлен исключительно падением сопротивления, без увеличения подъёмной силы крыла. В сравнении с классическими законцовками, увеличивающими подъёмную и боковую сил на конструкцию крыла, треугольный выступ даёт такой же рост качества, но при гораздо меньшем росте нагрузок на конструкцию крыла. Приведено исследование характеристик местного, будучи модифицированного, профиля в зоне выступа в двумерной постановке, и количественный анализ влияния выступа как на профильную и индуктивную составляющие сопротивления, так и на общую подъёмную силу крыла. Синтез влияния выступа на аэродинамическое качество крыла сложится из его влияния на каждую из этих составляющих. Сравнение эффективности применения треугольного выступа с классическими законцовками было проведено в многодисциплинарной постановке задачи, где помимо коэффициентов подъёмной силы и силы сопротивления, были получены изменения величины и распределения нагрузок, действующих на консоль крыла, и максимальных напряжений. Исследование роста нагрузок на конструкцию крыла после установки треугольного выступа, подтвердили полученных из вычислительной гидродинамики выводов о том, что выступ не увеличивает и не меняет распределение суммарных сил и моментов, действующих на крыло.