Метод оцінки числа М виникнення трансзвукового флатеру аеродинамічних поверхонь керування надзвукових літаків та аерокосмічних систем

Заголовок (англійською): 
Method of estimating the number M of occurrence of transonic flutter of aerodynamic control surfaces of supersonic aircraft and aerospace systems
Автор(и): 
Сафронов О.В.
Семон Б.Й.
Неділько О.М.
Горіна А.О.
Автор(и) (англ): 
Safronov O.V.
Semon B.Y.
Nedilko O.M
Horina A.O.
Ключові слова (укр): 
надзвуковий літак, трансзвуковий флатер, число М, аеродинамічний профіль, аеродинамічна поверхня керування, стрибок ущільнення, місцевий надзвуковий потік, збуджений шарнірний момент
Ключові слова (англ): 
: supersonic aircraft, transonic flutter, M number, airfoil, airfoil control surface, seal jump, local supersonic flow, excited pitch
Анотація (укр): 
У статті, на підставі аналізу особливостей взаємодії коливань стрибків ущільнення з коливаннями аеродинамічних поверхонь керування та на підставі аналізу закономірностей розширення місцевого надзвукового потоку повітря на поверхні аеродинамічного профілю запропонований метод оцінки числа М, при якому можливо виникнення трансзвукового флатеру аеродинамічних поверхонь керування надзвукових літаків та аерокосмічних систем.
Анотація (англ): 
Evaluation of the characteristics of aerodynamic surfaces in transonic air flow by theoretical methods remains an actual scientific and applied problem that must be solved to ensure the safety of flights of supersonic aircraft and aerospace systems at transonic flight speeds. Difficulties in solving the problem are due to the need to take into account the effect of air compressibility on the change in the characteristics of the aerodynamic profiles of supersonic aircraft in the transonic range of flight speeds. In some works, the influence of air compressibility on the change in the characteristics of aerodynamic profiles is estimated using various corrections. Additional difficulties in evaluating the characteristics of the aerodynamic surfaces of supersonic aircraft at transonic flight speeds arise in the formation of compression jumps on the surface of the aerodynamic profile, the effect of which cannot be determined by these corrections. The article proposes a method for estimating the M number, in which the occurrence of transonic flutter of the aerodynamic control surfaces of supersonic aircraft and aerospace systems is possible. The method is based on the analysis of the characteristics of the interaction of the oscillations of the sealing jumps with the oscillations of the aerodynamic control surfaces and on the basis of the analysis of the patterns of expansion of the local supersonic air flow on the surface of the aerodynamic profile. The possibility of using this method for preliminary estimation of the number M of transonic flutter of aerodynamic control surfaces is substantiated by comparing the results obtained using the proposed method with the results obtained in a laboratory experiment during blowing of a wing model with a control surface. The obtained results can be used to carry out a preliminary approximate assessment of the M number, in which transonic flutter of the aerodynamic control surfaces of supersonic aircraft and aerospace systems is possible, and in the preparation of recommendations to the flight crew regarding the features of controlling supersonic aircraft in the transonic range of M flight numbers.
Публікатор: 
Київський національний університет будівництва і архітектури
Назва журналу, номер, рік випуску (укр): 
Опір матеріалів і теорія споруд, 2024, номер 113
Назва журналу, номер, рік випуску (англ): 
Strength of Materials and Theory of Structures, 2024, number 113
Мова статті: 
Українська
Формат документа: 
application/pdf
Документ: 
15.pdf
Дата публікації: 
26 Декабрь 2024
Номер збірника: 
113
Університет автора: 
Національний університет оборони України; Київський національний університет будівництва і архітектури
Литература: 
 
  1. Семон Б.Й . Трансзвуковий флатер: від МіГ-25 до Space Ship Two/ Семон Б. Й., Сафронов О. В., Неділько О. М.// Наука і оборона. –К.: Стілос. – 2016. – №3. – С. 32-35.
  2. Исогаи К. О механизме резкого снижения границы флаттера крыла прямой стреловидности на режиме трансзвукового полета. Часть II / Исогаи К. – М.: Ракетная техника и космонавтика. – 1981. – Том 19. – № 10. – С. 169-171.
  3. Трейси Р.М. Расчет трансзвуковых течений около колеблющегося профиля методом возмущений / Трейси Р.М., Альбано Е.Д., Фар. М.Л. – М.: РТК. – 1976. – Том 14. – № 9. – С. 126-136.
  4. Сафронов А.В. Аэродинамическое воздействие  скачков уплотнения на колеблющийся в околозвуковом потоке  элерон / Сафронов А. В. – М.: Ученые записки ЦАГИ. – 1991. – Том ХХII. – № 3. – С. 110 – 117.
  5. Абрамович Г.Н. Прикладная газовая динамика /  Абрамович Г. Н. – М.: Наука, 1976. – 888 с.
  6. Келдыш М.В. Избранные труды. Механика. / Келдыш М. В. – М.: Наука, 1985. – 568 с.
  7. Сафронов О.В. Закономірності адіабатичного розширення місцевого надзвукового потоку повітря на поверхні аеродинамічного профілю / Сафронов О. В., Семон Б. Й., Неділько О. М.// Наука і оборона. – К.: Стілос. – 2022. – №1. – С. 34-39.
  8. Сафронов О.В. Математична модель оцінки впливу аеродинамічної компенсації поверхонь керування на рівень їх коливань при виникненні трансзвукового флатеру. / Сафронов О. В., Семон Б. Й., Неділько О. М. // Космічна наука і технологія. – 2018. – Том 24. – №4. – С. 14-23.
  9. Safronov O. Mathematical Models of Transonic Flutter of Aerodynamic Control Surfaces of Supersonic Aircraft / O. Safronov, B. Semon, O. Nedilko, Yu. Bodryk // Advances in military technology. Vol. 17, No. 2, 2022, pp. 195-209. ISSN 1802-2308, eISSN 2533-4123. DOI 10.3849/aimt.01543.
  10. Сафронов О.В. Математична модель оцінки максимально можливих величин збуджених шарнірних моментів аеродинамічних поверхонь керування літаків при виникненні трансзвукового флатеру / Сафронов О. В., Неділько О. М.// Наука і техніка Повітряних Сил Збройних Сил України Харків. ХНУПС. – 2016. – №4(25). – 19-23.
  
References: 
 
  1. Semon B.Y. Transzvukovyi flater: vid MiH-25 do Space Ship Two (Transonic flutter: from MiG-25 to Space Ship Two)/ Semon B.Y., Safronov O.V., Nedilko O.M.// Nauka i oborona. – K.: Stilos. – 2016. – №3. – S. 32-35.
  2. Isogai K. O mekhanizme rezkogo snizheniya granitsi flattera krila pryamoi strelovidnosti na rezhime transzvukovogo poleta. Chast II (Transonic Dip Mechanism of Flutter of a Sweptback Wing. II) / Isogai K. – M.: Raketnaya tekhnika i kosmonavtika. – 1981/. – Tom 19. – № 10. – S. 169-171.
  3. Treisi R.M. Raschet transzvukovikh techenii okolo koleblyushchegosya profilya metodom vozmushchenii (Calculation of transonic flows near an oscillating profile by the perturbation method) / Treisi R.M., Albano Ye.D., Far. M.L. – M.: RTK. – 1976. – Tom 14. – № 9. – S. 126-136.
  4. Safronov A.V. Aerodinamicheskoe vozdeistvie skachkov uplotneniya na koleblyushchiisya v okolozvukovom potoke eleron (Aerodynamic impact of shock waves on an aileron oscillating in a transonic flow) / Safronov A.V. – M.: Uchenie zapiski TsAGI. – 1991. – Tom XXII. – № 3. – S. 110 – 117.
  5. Abramovich G.N. Prikladnaya gazovaya dinamika (Applied gas dynamics) / Abramovich G.N. – M.: Nauka, 1976. – 888 s.
  6. Keldish M.V. Izbrannie trudi. Mekhanika (Selected Works. Mechanics) / Keldish M. V. – M.: Nauka, 1985. – 568 s.
  7. Safronov O.V. Zakonomirnosti adiabatychnoho rozshyrennia mistsevoho nadzvukovoho potoku povitria na poverkhni aerodynamichnoho profiliu (Mathematical model for evaluating the impact of aerodynamic compensation of control surfaces on the level of their oscillations when transonic flutter occurs) / Safronov O.V., Semon B.Y., Nedilko O.M.// Nauka i oborona. – K.: Stilos. – 2022. – №1. – S. 34–39.
  8. Safronov O.V. Matematychna model otsinky vplyvu aerodynamichnoi kompensatsii poverkhon keruvannia na riven yikh kolyvan pry vynyknenni transzvukovoho flateru (Mathematical model for evaluating the impact of aerodynamic compensation of control surfaces on the level of their oscillations when transonic flutter occurs) / Safronov O.V., Semon B.Y., Nedilko O.M. // Kosmichna nauka i tekhnolohiia. – 2018. – Tom 24. – №4. – S. 14-23.
  9. Safronov O. Mathematical Models of Transonic Flutter of Aerodynamic Control Surfaces of Supersonic Aircraft / O. Safronov, B. Semon, O. Nedilko, Yu. Bodryk // Advances in military technology. Vol. 17, No. 2, 2022, pp. 195-209. ISSN 1802-2308, eISSN 2533-4123. DOI 10.3849/aimt.01543.
  10. Safronov O.V. Matematychna model otsinky maksymalno mozhlyvykh velychyn zbudzhenykh sharnirnykh momentiv aerodynamichnykh poverkhon keruvannia litakiv pry vynyknenni transzvukovoho flateru (Mathematical model for estimating the maximum possible values of excited hinge moments of aerodynamic control surfaces of aircraft in the event of transonic flutter) / Safronov O. V., Nedilko O. M.// Nauka i tekhnika Povitrianykh Syl Zbroinykh Syl Ukrainy Kharkiv. – 2016. – №4 (25). – S. 19-23.