Civil Aviation High TECHNOLOGIES (E-Journal) / Научный вестник МГТУ ГА
Not a member yet
885 research outputs found
Sort by
Информационные технологии – основа системы подготовки, переподготовки и повышения квалификации пилотов вертолeтов
No full textIn the early 90s there was a need for the complex development of training, retraining, maintaining and professional development system designed for the most popular Mi-8 helicopter pilots oriented at modern information technologies. The system covers all the stages of pilot training, starting with the initial stages of professional activity up to its completion. The technical means compiling specifications for the whole range training were determined by the results of the pilot in-flight activity analysis. The proposed optimal range of technical facilities for training consists of technical means with different levels of out-of-cockpit and in-cockpit environment simulation. The utilization of these means allows to minimize the expenditures on proficiency level support and cost of pilot training. The set of technical training appliances such as: automated training courses of theoretical disciplines, computer functional and situational simulators, navigation simulators and flight complex simulator includes the facilities that provide training of the pilot actions at each stage of the flight. The individual schedule of computer based self-development classes is drawn up for each student. While compiling the individual schedule logical sequence of all training stages was carefully observed: firstly we begin with a thorough study of helicopter structure, then goes the study of functional system or equipment normal operation, functional system or equipment in special situations operation, and finally, the routine technology of crew operation in normal flight conditions and the crew actions in dangerous and emergency situations. In addition to the direct training of students, the initial stage of training solved the tasks of practical check and improvement of previously taken decisions.В начале 90-х годов возникла необходимость комплексной разработки системы подготовки, переучивания, поддержания и повышения профессиональной квалификации пилотов наиболее распространенных вертолетов семейства МИ-8, ориентированной на современные информационные технологии. Система рассчитана на охват всех этапов подготовки пилота, с начала профессиональной деятельности (первоначальная подготовка) до ее завершения. Требования к формированию всего ряда технических средств обучения определялись по результатам анализа деятельности пилота в полете. Предлагаемый оптимальный ряд технических средств обучения состоит из технических средств с разными объемами имитации внекабинной и внутрикабинной обстановки. Это позволяет минимизировать затраты на подготовку и поддержание профессиональной квалификации пилотов. В комплект технических средств обучения включаются следующие средства, обеспечивающие обучение пилота действиям на каждом этапе: автоматизированные обучающие курсы теоретических дисциплин, компьютерные функциональные и ситуационные тренажеры, навигационные тренажеры и летный комплексный тренажер. Для самостоятельного освоения дисциплин с использованием компьютерных продуктов составляется индивидуальный план-график занятий для каждого слушателя. При составлении план-графика учитывалась естественная последовательность изучения материала: вначале изучение конструкции, далее нормальная эксплуатация функциональной системы или оборудования и эксплуатация в особых ситуациях функциональной системы или оборудования, и, наконец, технология работы экипажа в нормальных условиях полета и технология работы экипажа в сложных и аварийных ситуациях. На начальном этапе обучения помимо непосредственного обучения слушателей решались задачи проверки на практике и совершенствования принятых ранее решений
УВЕЛИЧЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОРГАНОВ УПРАВЛЕНИЯ ДОЗВУКОВЫХ САМОЛЕТОВ КОРОТКОГО ВЗЛЕТА И ПОСАДКИ
Get PDFA steady growth of aviation transportation (4-5% per year) causes excessive saturation at numerous major airports. As a result, many flights are delayed. One of the ways to deal with this growing problem is to transfer regional propeller aircraft maintenance to suburban airports. It will require both a modernization of local airports and the design of a new generation of regional aircraft with short takeoff and landing (STOL). The aircraft ability to operate from short runways depends not only on wing unit loading and on high-lift capacities but also it is determined by the control surfaces efficiency. The latter often becomes one of the major reasons for limitation of the amount of lift used in STOL configuration. Thus, the successful application of high-lift devices stipulates the necessity for both the efficiency increasing of existing aircraft control surfaces and the development of some alternative form of lateral control not requiring a significant wingspan proportion. The forms of a lateral control, this article considers, include the interceptor, drooped ailerons, ailerons fitted with mini-flap and one of the alternative forms which uses differential flap section deflection. Several mini-flaps with a various chord are also considered to increase the available rudder yawing moment. The efficiency of the above-mentioned control surfaces has been studied in TsAGI low speed wind tunnel on a model of a twin-engine light aircraft with an enhanced level of lifting capacity on take-off and landing configurations. The tests were conducted at a Reynolds number of 1.0×106 and Mach number of 0.15.Устойчивый высокий рост авиаперевозок воздушным транспортом (4–5 % в год) приводит к чрезвычайной загруженности ряда крупных аэропортов, и как результат – задержка многих рейсов. Одним из способов облегчения этой растущей проблемы является передача обслуживания региональных винтовых самолетов пригородным аэропортам. Это потребует как модернизации местных аэропортов, так и разработки нового поколения региональных самолетов с короткими дистанциями взлета и посадки (КВП). Возможность самолетов эксплуатироваться с коротких полос не только зависит от удельной нагрузки на крыло и уровня его несущих свойств, но также определяется эффективностью органов управления. Последнее часто становится одной из основных причин ограничения подъемной силы крыла на режиме КВП. Таким образом, успешное применение высоконесущей механизации крыла обуславливает необходимость как повышения эффективности существующих органов управления самолета, так и разработки некоторой альтернативной формы поперечного управления, не требующей значительной части размаха крыла. Формы бокового управления, рассмотренные в этой статье, включают интерцептор, зависающие элероны, элероны с установленным мини-щитком, а также одну из альтернативных форм с использованием дифференциального отклонения секций закрылка. Несколько мини-щитков с различной хордой рассмотрены также для увеличения располагаемого путевого момента руля направления. Эффективность вышеупомянутых поверхностей управления исследована в малоскоростной аэродинамической трубе Т-102 ЦАГИ на модели двухдвигательного легкого самолета с повышенным уровнем несущих свойств во взлетной и посадочной конфигурациях. Испытания проведены при числах Маха 0,15 и Рейнольдса Re »1×106
Методика расчета вероятности своевременного вылета летательного аппарата
Get PDFThe article proposes the probability determination technique of timely aircraft departure, which is based on mathematical modeling method. It is proposed to use the indicator of timely departure probability, a calculation method of which is different from the known methods by taking into account the aircraft maintenance and repair system. This technique applies modern information technologies and the adopted approach is also supplemented with the mathematical model software implementation. The method of aircraft timely departure probability calculation is based on the model of the aircraft maintenance and repair system, utilizing the theory of mass service mathematical apparatus. The technique allows us to achieve the practical objectives of flight tests implementing aircraft maintainability evaluation and also complements the existing methodological support of the tests. The developed computer program provides the calculation of the required indicators for various values and combinations of factors which influence the result. Modeling was performed, and the study results of the main factors of probability effect, influencing timely departure are presented. Eventually the basic laws in solving the problem of aircraft timely departure, including interception of flying object are established.В статье предложена методика определения вероятности своевременного вылета летательного аппарата, в основе которой лежит метод математического моделирования. В качестве показателя предлагается использовать вероятность своевременного вылета, расчет которого отличается от известных методик учетом функционирования системы технического ремонта и эксплуатации летательного аппарата. Методика использует современные информационные технологии, принятый подход дополняет программная реализация математической модели. Модель расчета вероятности своевременного вылета летательного аппарата основана на модели функционирования системы технической эксплуатации и ремонта с использованием математического аппарата теории массового обслуживания. Методика позволяет достигать практических целей летных испытаний при выполнении оценки эксплуатационной технологичности летательных аппаратов и дополняет существующее методическое обеспечение испытаний. За счет разработанной программы для ЭВМ обеспечивается расчет искомых показателей для различных значений и сочетаний влияющих на результат факторов. Выполнено моделирование и представлены результаты исследований влияния на вероятность своевременного вылета основных факторов. В результате работы установлены основные закономерности при решении задачи своевременного вылета летательного аппарата, в том числе на перехват воздушного объекта
Личностно-ориентированный подход при оценке и управлении состоянием безопасности полетов
Get PDFThe causes of most accidents are due to the manifestations of the personal factor of the flight crew during flight operations. In view of this, the question arises - why do the same well-known dangerous factors, based on the psychophysiological features and limitations inherent in a particular individual piloting the aircraft, continue to affect flight safety in the most negative way. This is explained by the fact that during the entire period of aviation development, the tasks of accidents prevention were solved, and the tasks of the particular flight safety and managing the safety of a particular flight were not given due attention. During the creation of the fundamentals of a modern flight safety system, the primary object of impact is to determine the primary aviation system, the main elements of which are a particular pilot and a particular aircraft on which he performs the flight. With such a prioritization of flight safety issues, the identity of a particular pilot as a central element of a manned aviation system prevails. In this case, it becomes obvious the need for a systematic consideration of the personal qualities of a given pilot, capable of affecting flight safety - what is called the "personal factor" in the language of aviation specialists. The "personal factor" is in fact an integral part of the "human factor", so the real opportunity to control the human factor of the flight crew of aviation units will appear subject to the control of the "personal factor" of each particular pilot. To do this the personality-oriented approach in assessing and managing the state of the aviation system is required.Причины большинства авиационных происшествий обусловлены проявлениями личностного фактора летного состава при производстве полетов. В связи с этим возникает вопрос - почему одни и те же хорошо известные опасные факторы, в природе которых лежат психофизиологические особенности и ограничения, присущие конкретному индивиду, управляющему летательным аппаратом, продолжают самым негативным образом влиять на безопасность полетов. Объясняется это тем, что на протяжении всего периода развития авиации решались задачи обеспечения безопасности полетов, а задачам обеспечения безопасности конкретного полета и управления безопасностью конкретного полета не уделялось должного внимания. При создании основ построения современной системы безопасности полетов основным объектом воздействия необходимо определять первичную авиационную систему, ее главными элементами являются конкретный летчик и конкретное воздушное судно, на котором он выполняет полет. При такой расстановке приоритетов в вопросах безопасности полетов на первый план выходит личность конкретного летчика как центрального элемента пилотируемой авиационной системы. В этом случае становится очевидной необходимость системного учета личностных качеств данного летчика, способных повлиять на безопасность полета, - то, что на языке авиационных специалистов называют «личностным фактором». Личностный фактор, по сути, является составным элементом человеческого фактора, поэтому реальная возможность контролировать человеческий фактор летного состава авиационных формирований появится при условии контроля личностного фактора каждого конкретного летчика. А для этого необходимо применять личностно-ориентированный подход к оценке и управлению состоянием авиационной системы
ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВРЕМЕННЫХ НОРМАТИВОВ ЗАМЕНЫ КРЕПЕЖНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ АВИАЦИОННОЙ ТЕХНИКИ
Get PDFThe study of the methods revealed their advantages and disadvantages for further synthesis and optimization. The main task was to improve the most suitable method, which will have the maximum number of affecting factors. The experimental method is highly accurate, but it requires high costs to work on analogues for each specific type of fasteners. The calculated method based on a single experiment allows to determine time standards for various fasteners. The given method does not require high costs for experiments, but like the experimental method, does not take into account performance degradation with continuous operation time. This leads to serious errors in obtaining time standards for a large number of fasteners. The article shows the optimized model of calculated method, based on a linear approximation of dependence of the number of fasteners replacements (removals/installations) on time at multiple intervals. The optimized model allows to obtain time standards of typical fasteners replacement with different geometric characteristic taking into account performance degradation over time. Several experiments on the aircraft were conducted for testing the improved calculated method. On the basis of the experimental data the researchers built graphs of the number of fasteners replacements (removal/installation) on time with different geometric characteristics taking into account performance degradation over time. The data obtained is advisable to use for calculation maintainability factors on aircraft design stages. Program realization of these methods and systematization of the received time standards allow to improve maintainability, due optimization number and position of airframe fasteners and systems units and aviation equipment for the aircraft being designed and modernized. Application of the automated systems of design and analysis will contribute to labor input decrease at the aircraft maintainability analysis.Исследование методов получения временных нормативов работы с крепежными элементами позволило выявить их недостатки и преимущества для дальнейшего синтеза и оптимизации. Основной задачей являлось улучшение наиболее подходящего метода для учета максимального количества влияющих факторов. Экспериментальный метод имеет высокую точность, но требует высоких затрат на проведение работ на объектах-аналогах для каждого конкретного типа крепежного элемента. Расчетный метод, основанный на получении нормативов времени для различных крепежных элементов, по данным одного эксперимента, не требует больших затрат на получение нормативов времени. Однако так же, как и экспериментальный метод, расчетный метод не учитывает снижение производительности со временем непрерывной работы. Этот недостаток ведет к существенным погрешностям при получении нормативов для большого количества крепежных элементов. В работе показана оптимизированная модель расчетного метода, которая основывается на линейной аппроксимации интервалов графика зависимости числа снятых/установленных крепежных элементов от времени работы. Оптимизированная модель позволяет получить временные нормативы для типовых крепежных элементов с различными геометрическими характеристиками и учетом снижения производительности со временем. Для апробации улучшенного расчетного метода был проведен ряд экспериментов по замеру времени работы с крепежными элементами во время регламентных работ летательного аппарата. В результате были построены графики зависимости работы с однотипными крепежными элементами с учетом снижения производительности труда, которые целесообразно использовать как справочные данные для расчета показателей эксплуатационной технологичности на этапах разработки авиационной техники. Программная реализация данных методов и систематизация полученных временных нормативов позволяет улучшить ЭТХ за счет оптимизации количества и расположения крепежных элементов планера, агрегатов систем и оборудования разрабатываемого или модернизируемого летательного аппарата. Применение систем автоматизированного проектирования и анализа будет способствовать снижению трудоемкости при анализе эксплуатационной технологичности конструкций летательных аппаратов
Математическое моделирование и исследование обменных процессов в дисперсном пограничном слое с управляющими воздействиями
No full textA significant interest of researchers is attracted to the effective management and forecasting of exchange processes in the boundary layer, which are key for the implementation of effective and reliable equipment. Modeling of exchange processes occurring in a high-speed dispersed boundary layer with external influences is a very difficult task. Mathematical modeling allows us to develop reliable devices and engines for the fields of aircraft, energy, shipbuilding with minimal costs for its creation. Despite the interest of numerous groups of researchers around the scientific projects and a large number of works, the current theory of the boundary layer is imperfect. This may be due to several circumstances: firstly, the theory of single-phase turbulent flows of continuous media is far from being completed, secondly, turbulent flows with dispersed impurities in the form of particles greatly complicate the already intricate flow pattern. Interest in dispersed flows is particularly relevant due to the fact that almost all gas-dynamic flows contain a certain concentration of particles, and their impact can provoke significant changes in the structure of the boundary layer and affect the intensity of exchange processes. The article proposes a two-fluid mathematical model describing the motion of a high-speed dispersed boundary layer on a surface with hemispherical damping cavities. The use of hemispherical damping cavities allows to reduce turbulent exchange in the boundary layer, which makes it possible to control the intensity of metabolic processes. The possibility of a significant reduction of turbulent heat transfer and friction in the dispersed boundary layer is established. The proposed method of impact on the turbulent transport in the boundary layer will improve the equipment and installations, including GTU and GTE used in various industries of our country, such as energy, aircraft, shipbuilding.К эффективному управлению и прогнозированию обменных процессов в пограничном слое, являющихся ключевыми для реализации эффективного и надёжного оборудования, привлечён значительный интерес исследователей. Моделирование обменных процессов протекающих в высокоскоростном дисперсном пограничном слое с внешними воздействиями является весьма сложной задачей. Математическое моделирование позволяет разрабатывать надёжные устройства и двигатели для областей авиастроения, энергетики, судостроения с минимальными издержками на его создание. Не смотря на интерес многочисленных групп исследователей по всему миру и множество работ, существующая теория пограничного слоя несовершенна. Это может быть связано с несколькими обстоятельствами: во-первых разработанная теория однофазных турбулентных течений несовершенна и на сегодняшний день содержит множество эмпирических зависимостей; во-вторых турбулентные потоки с дисперсными примесями в виде частиц сильно осложняют и без того замысловатую картину течения. Интерес к дисперсным потокам особенно актуален вследствие того, что практически все газодинамические течения содержат некоторую концентрацию частиц, а их воздействие может спровоцировать значительные изменения структуры пограничного слоя и повлиять на интенсивность обменных процессов. В статье предложена двухжидкостная математическая модель, описывающая движение высокоскоростного дисперсного пограничного слоя на поверхности с полусферическими демпфирующими полостями. Применение полусферических демпфирующих полостей позволяет снижать турбулентный обмен в пограничном слое, что даёт возможность управления интенсивностью обменных процессов. Установлена возможность существенного снижения турбулентного теплообмена и трения в дисперсном пограничном слое. Предложенный способ воздействия на турбулентный перенос в пограничном слое позволит усовершенствовать оборудование и установки, в том числе газотурбинных установок (ГТУ) и газотурбинных двигателей (ГТД) применяемые в разных областях промышленности нашей страны, таких как: авиастроение, энергетика, судостроение
ОБРАБОТКА ЭЛЛИПТИЧЕСКИ ПОЛЯРИЗОВАННОГО СИГНАЛА В РАДИОЛОКАЦИОННЫХ СТАНЦИЯХ С ЦИФРОВЫМ СИНТЕЗИРОВАНИЕМ АПЕРТУРЫ АНТЕННЫ
Get PDFThe processing of the elliptically polarized reflected signal in the Earth remote sensing systems makes it possible to obtain additional advantages when solving problems of recognition of the observable objects on the ground and under the ground. Full polarization reception implemented in radar stations with digital synthesis of the antenna aperture when remote sensing of the Earth increases the information content of such radars (the radar image of the investigated surface is detailed, the contrast of objects in the field of view is improved, and various negative effects of the image are minimized). The paper considers the quadrature processing of the reflected elliptically polarized signal in radar stations with digital synthesis of the antenna aperture in the mode of lateral survey of the terrestrial (water) surface. The processing of the reflected signal using the methods of radio polarimetry opens new possibilities for such radars while solving problems of remote sensing of the surface and recognition of radar targets. In addition, radar stations with digital synthesis of the antenna aperture with processing of an elliptically polarized signal have a higher interference immunity compared to radars, where a linearly polarized signal is processed. In the article, mathematical modeling is performed in the part of demodulation of the in-phase and quadrature components of the trajectory signal when the geometric parameters of the polarization ellipse change. The obtained analytical expressions allow estimating the influence of the geometric parameters of the polarization ellipse on the trajectory signal being processed. It is analytically confirmed that the angle of ellipticity affects the energy characteristics, and the orientation angle of the polarization ellipse introduces an additional phase shift in the characteristics of the trajectory signal being processed. Not taking into account these nuances while designing digital units and systems of such radars can lead to the loss of all the benefits of processing an elliptically polarized signal. The paper presents a structural scheme of the polarization radar station with digital synthesis of the antenna aperture.Обработка эллиптически поляризованного отраженного сигнала в системах дистанционного зондирования Земли позволяет получать дополнительные преимущества при решении задач распознавания наблюдаемых объектов на земле и под землей. Полный поляризационный прием, реализованный в радиолокационных станциях с цифровым синтезированием апертуры антенны, при дистанционном зондировании Земли повышает информативность таких радиолокаторов (детализируется радиолокационное изображение исследуемой поверхности, подчеркивается контрастность объектов, находящихся в зоне обзора, минимизируются различные негативные эффекты изображения). В статье рассматривается квадратурная обработка отраженного эллиптически поляризованного сигнала в радиолокационных станциях с цифровым синтезированием апертуры антенны в режиме бокового обзора земной (водной) поверхности. Обработка отраженного сигнала с использованием методов радиополяриметрии открывает новые возможности перед такими радиолокаторами при решении задач дистанционного зондирования поверхности и распознавания радиолокационных целей. Кроме того, радиолокационные станции с цифровым синтезированием апертуры антенны с обработкой эллиптически поляризованного сигнала имеют более высокую помехоустойчивость по сравнению с радиолокаторами, где обрабатывается линейнополяризованный сигнал. В статье производится математическое моделирование в части демодуляции синфазной и квадратурной составляющих траекторного сигнала при изменении геометрических параметров эллипса поляризации. Полученные аналитические выражения позволяют оценить влияние геометрических параметров эллипса поляризации на обрабатываемый траекторный сигнал. Аналитически подтверждается, что угол эллиптичности оказывает влияние на энергетические характеристики, а угол ориентации эллипса поляризации вносит дополнительный фазовый сдвиг в характеристики обрабатываемого траекторного сигнала. Неучет этих нюансов при проектировании цифровых блоков и систем таких радиолокаторов может привести к потере всех преимуществ обработки эллиптически поляризованного сигнала. В статье приводится структурная схема поляризационной радиолокационной станции с цифровым синтезированием апертуры антенны
Электромеханическое воздействие молнии на узлы крепления обшивки самолета
Get PDFOne of the damage factors of the outer elements of aircraft structures by lightning strike is its electromechanical effect. The most typical and diverse types of damage caused by lightning to the fittings of the aircraft skin were discovered in December 2017 in the state of Louisiana (USA) after the lightning strike to the B-52 bomber during landing. On the ground the crew found the man-sized gash in the tail unit. Similar incidents took place with a number of Russian aircraft too. Researches, conducted at the Chair of Physics of Moscow State Technical University of Civil Aviation by a group of specialists in the field of lightning protection of aircraft, allow to explain the mechanism of this kind of damage with a high degree of reliability. This mechanism is of a complex nature. The Electromechanical effect of lightning on the conductive skin, due to the interaction of the lightning current spreading along the skin with the magnetic field created by it, is essential as well as the pinch pressure in the discharge channel. Loading of a conductive plating is caused by ponderomotive forces in the skin and inside the channel of the lightning discharge. Coming to the edge of the trim panel stresses wave from such loads, coupled with the impact of lightning born of the shock acoustic waves, adding up to the operational, staffing loading, can overload as at the contour of the trim panel, weakened by holes for fastening elements, and at the fastening elements too (rivets, screws). The calculation of the intensity of the stresses in the skin due to ponderomotor forces in the area of the rivet connection showed that only if the amplitude of the lightning current exceeds 100 kA, supercritical stresses can take place - as normal stresses in the skin along the rivet row and tangential stresses in the narrow part of the rivet flange. Since the statistics claims that the probability of the aircraft high-current lightning strike is negligible, it is obvious that these additional factors were active in the B-52 case. In the photo of the damaged part of the tail unit of the aircraft, both types of structural damage are clearly visible: the separation of one edge of the panel from the stringer along the rivet row (the flange remains in the place) and the damage of the other edge along the rivets with the flange.Одним из факторов, вызывающим повреждение наружных элементов конструкции самолета при поражении молнией, является ее электромеханическое воздействие. Наиболее характерные и разнообразные повреждения молнией узлов крепления обшивки самолета были обнаружены в декабре 2017 г. в штате Луизиана (США) после поражения молнией бомбардировщика B-52 при заходе на посадку. Уже на земле экипаж обнаружил в хвосте самолета дыру размером в человеческий рост. Подобные инциденты происходили и с отечественными самолетами. Исследования, проведенные на кафедре физики МГТУ ГА группой специалистов в области молниезащиты воздушных судов, позволяют с высокой степенью достоверности объяснить механизм такого рода повреждений. Этот механизм имеет комплексный характер. Главную роль здесь играет электромеханическое воздействие молнии на проводящую обшивку, обусловленное взаимодействием растекающегося по обшивке тока молнии с создаваемым ею магнитным полем, а также пинчевое давление в канале разряда. Нагружение проводящей обшивки обусловлено пондеромоторными силами как в обшивке, так и внутри канала молниевого разряда. Приходящая на край панели обшивки волна напряжений от такой нагрузки вкупе с воздействием рожденной молнией ударной акустической волны, складываясь со штатными эксплуатационными нагрузками, может вызвать перенапряжение как на контуре панели обшивки, ослабленной отверстиями под элементы крепления, так и в самих элементах крепления (заклепки, винты). Расчет интенсивности напряжения в обшивке за счет пондеромоторных сил в районе заклепочного соединения показал, что лишь при амплитуде тока молнии, превышающей 100 кА, могут возникнуть сверхкритические как нормальные напряжения в обшивке вдоль заклепочного ряда так и касательные напряжения в узкой части закраины сзади заклепки. Поскольку статистика утверждает, что вероятность поражения самолета столь сильноточной молнией ничтожна, то очевидно, что при поражении В-52 сработали указанные дополнительные факторы. На фотографии поврежденной части хвостового оперения отчетливо видны оба типа разрушения конструкции: отрыв одного края панели от стрингера вдоль заклепочного ряда (закраина осталась на месте) и срыв другого края по заклепкам вместе с закраиной
УЛУЧШЕНИЕ АЭРОДИНАМИКИ КРЫЛА ПАССАЖИРСКОГО САМОЛЕТА С ПОМОЩЬЮ ЗАКОНЦОВКИ ТРЕУГОЛЬНОЙ ФОРМЫ В ПЛАНЕ
No full textThe article explores the possibility of improving the aerodynamic properties of a supercritical-airfoil wing, typical for a modern passenger aircraft, using delta planform passive devices of large relative areas, installed along the leading edge at the wing tip. Delta extensions of various configurations were considered to be used as wingtip devices, potentially improving or completely replacing classical R. Whitcomb winglets. As a result of two- and three-dimensional CFD simulations performed on DLR-F4 wing-body prototype, the potential advantage of these devices was confirmed, particularly when they are installed in a combination with an elliptical planform, largely swept, raked winglet in terms of reducing the induced drag and increasing the aerodynamic lift-to-drag ratio at flight angles of attack. The growth in lift-to-drag ratio applying these devices owes it solely to the drop in drag, without increasing the lift force acting on the wing. In comparison to the classical winglets that lead to a general increase in lifting and lateral forces acting on the wing structure, resulting in a weight penalty, the Wingtip Ledge Edge Triangular Extension (WLETE) yields the same L/D ratio increase, but with a much smaller increase in the wing loading. A study has been made of the characteristics of the local (modified) airfoil in the WLETE zone in a two-dimensional flow context, and a quantitative analysis has been conducted of the influence of WLETE on both the profile and induced drag components, as well as its influence on the overall lift coefficient of the wing. The resulted synthesis of the WLETE influence on the wing L/D ratio will consist of its influence on each of these components. A comparison of the efficiency of using delta extensions against classical winglets was carried out in a multidisciplinary way, where in addition to the changes in aerodynamic coefficients of lift and drag, the increments of magnitude and distribution of the loads acting on the wing console were studied along with the maximum resulted structural stress. The study of the growth of structural stress on the wing structure after installing WLETE, confirmed the results obtained from CFD simulations that these delta extensions do not increase and do not change the distribution of total forces and moments acting on the wing console.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 классические законцовки типа винглет Уиткомба. В результате плоского и трехмерного численного моделирования обтекания модели прототипа крыла-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 подъемной силы крыла. В сравнении с классическими законцовками, увеличивающими подъемную и боковую силу на конструкцию крыла, треугольный выступ дает такой же рост качества, но при гораздо меньшем росте нагрузок на конструкцию крыла. Приведено исследование характеристик местного, модифицированного, профиля в зоне выступа в двумерной постановке, и количественный анализ влияния выступа как на профильную и индуктивную составляющие сопротивления, так и на общую подъемную 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 подъемной 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 полученные из вычислительной гидродинамики выводы о том, что выступ не увеличивает и не меняет распределение суммарных сил и моментов, действующих на крыло
ВАРИАНТ ЦЕЛЕСООБРАЗНОГО ПРИМЕНЕНИЯ ВОЗДУШНЫХ СУДОВ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ДЛИТЕЛЬНЫХ ПОИСКОВО-СПАСАТЕЛЬНЫХ ОПЕРАЦИЙ
Get PDFCarrying out search and rescue operations (SAR) in a unified system of aerospace search and rescue (ASR) is not only related to the use of on-duty search and rescue (OSR) aircraft, but also with the need to attract additional forces and assets, including non-regular aircraft. At the same time, the cost of carrying out the SAR is significantly increased during prolonged searches. The article presents a problem solution for reducing the cost of conducting prolonged SAR by the method of expedient use of aircraft in compliance with the necessary system requirements. Studies of last years in this field have hardly considered the specifics of conducting searches in this context. For this purpose, an analysis of the current conditions for the implementation of the SAR is carried out and key options for the use of aircraft are considered. It has been revealed that the amount of the search work is much greater than the amount of evacuation work. Therefore, the main charge of financial resources for the use of aviation in the SAR falls to the search phase. A rationale for the use of light aircraft in the search phase is suggested, for example, to replace some regular (on duty) Мi-8 helicopters instead of the Мi-2, the search capabilities of which are almost identical. The peculiarity of the application is the possibility of carrying out flights by the guidance method. As an example, an SAR with a prolonged phase was considered, in which it was theoretically possible to reduce costs by 8.3%. The proposed method provides a basis for a rethinking of the aircraft modern equipment for the SAR of the regional search and rescue bases in favor of small and less heavy lifting when carrying out prolonged SAR. At the same time, the economy of financial resources is ensured, taking into account the observance of the necessary requirements of the ASR system regarding its effective functioning as a whole. Проведение поисково-спасательных работ (ПСР) в единой системе авиационно-космического поиска и спасания (АКПС) связано не только с использованием дежурных поисково-спасательных (ПС) воздушных судов (ВС), но и с необходимостью привлечения дополнительных сил и средств, в том числе нештатных ВС. При этом расходы на проведение ПСР значительно увеличиваются при проведении длительных поисков. В статье представлено решение задачи уменьшения расходов на проведение длительных ПСР способом целесообразного применения воздушных судов с соблюдением необходимых требований системы. Исследования прошлых лет в данной области практически не рассматривали особенности проведения поисков в таком контексте. С этой целью проводится анализ современных условий выполнения ПСР, рассмотрены ключевые варианты применения ВС. Выявлено, что объем работ по поиску значительно превосходит объем работ по эвакуации. Следовательно, основной расход финансовых средств на задействование авиации при выполнении ПСР приходится на фазу поиска. Предложено обоснование применения легких ВС в фазе поиска, например, замена некоторых штатных (дежурных) вертолетов типа Ми-8 на Ми-2, поисковые возможности которых практически идентичны. Особенностью применения является возможность осуществления полетов способом «по наведению». В качестве примера рассмотрены проведенные ПСР с длительной фазой поисков, в которой теоретически было возможно уменьшение расходов на 8,3 %. Предлагаемый способ дает основание для переосмысления современного оснащения воздушными судами региональных поисково-спасательных баз в пользу небольших и менее грузоподъемных при проведении длительных ПСР. При этом обеспечивается экономия финансовых средств с учетом соблюдения необходимых требований системы АКПС относительно ее эффективного функционирования в целом