Расчет и анализ параметров адаптивной панели крыла экраноплана Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

Эксплуатация и надежность авиационной техники

УДК 629.015; 629.022

РАСЧЕТ И АНАЛИЗ ПАРАМЕТРОВ АДАПТИВНОЙ ПАНЕЛИ КРЫЛА ЭКРАНОПЛАНА

А. А. Кудряшов, А. М. Турчанов, Н. В. Никушкин

Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31

E-mail: kudja_92@mail.ru

Представлен расчет и анализ нижней панели крыла экраноплана с адаптивной нижней поверхностью.

Ключевые слова: экраноплан, адаптивная панель крыла.

CALCULATION AND ANALYSYS OF THE PARAMETERS OF AN ADAPTIVE WING PANEL

OF EKRANOPLAN

A. A. Kudryashov, A. M. Turchanov, N. V. Nikushkin

Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: kudja_92@mail.ru

The article presents calculation and the analysis of the bottom panel of an ekranoplan wing with an adaptive bottom panel.

Keywords: ekranoplan, adaptive wing panel.

В продолжение исследуемой темы [4; 6; 9]. В работе [9] рассмотрена возможность использования нижней адаптивной панели для обеспечения продольной устойчивости экраноплана. Для выполнения условия адаптации панели в зависимости от высоты над экраном, панель должна обладать определенной жесткостью.

В виртуальной аэродинамической трубе [5] были получены распределения коэффициентов давлений по поверхности нижней оболочки [3; 9], на основе которых получены значения распределенных нагрузок на нижнюю поверхность на различных режимах полета.

Жесткость пластины есть величина прямопропор-циональная геометрическим характеристикам сечения. Следовательно, для обеспечения необходимой жесткости требуется задать толщину панели. В качестве расчетной была выбрана схема балки, шарнирно опертой по концам. Так как перепады давления по хорде крыла незначительны, то принимаем нагрузку q распределенной равномерно (рисунок).

Для данной расчетной схемы величина максимального прогиба рассчитывается по формуле [10]: F = 5q ■ l4 / (384E ■ J). Для расчетного случая момент инерции J = h ■ b3/12 [10], где b - ширина сечения (размах), h - толщина пластины. Отсюда: h = 5q х X l4 / (32E ■ b3 ■ f).

Величина прогиба f принимается равная шагу в толщине между переходными состояниями адаптивной панели (суд = 2; 4; 6; 8; 10 %).

Рассчитаны панели из 3-х материалов: текстолит, гетинакс, дюралюминиевый сплав Д16Т. Расчетные значения потребных толщин представлены в табл. 1.

При полученных толщинах нижней панели крыло экраноплана изменяется свою геометрию в требуемых пределах в зависимости от высоты над экраном. Однако полученные значения не попадают в нормированные (тестированные) толщины материалов (Д16АТ - 0,5 мм; текстолит ЛТ - 0,3 мм; гетинакс тип 112 марка X - 0,2 мм). По этой причине необходимо использовать специальные загрузочные и амортизирующие устройства, увеличивающие нагрузку на нижнюю панель и, следовательно, увеличивающие потребную толщину панели до необходимых гостиро-ванных значений. Количество загрузочных устройств принимается равным 2, тогда их требуемая жесткость рассчитывается по формуле

2 = <?экв*1 / (У*т),

где у - коэффициент, зависящий от количества сосредоточенных нагрузок т; I - размах крыла; дэкв - эквивалентная нагрузка на панель от воздушного потока. Полученные величины потребных усилий на загрузочных механизмах приведены в табл. 2.

Крыло с адаптивной нижней поверхностью и принципиальная схема нижней панели

Решетневскуе чтения. 2017

Таблица 1

Толщина нижней панели крыла

Текстолит Гетинакс Д16АТ

Толщина h, м 9,91846 • 10-6 5,87761 • 10-5 1,10205 • 10-5

Потребные усилия на загрузочных механизмах Таблица 2

Материал Текстолит ЛТ Гетинакс тип 112 марка X Д16АТ

Гостированная толщина, мм 0,3 0,2 0,5

Потребные усилия, Па 456232,5 47272,5 686632,5

Библиографические ссылки

1. Белавин Н. И. Экранопланы. 2-е изд., перераб. Л. : Судостроение, 1977. 232 с.

2. Иродов Р. Д. Критерии продольной устойчивости экраноплана : учен. записки ЦАГИ. М., 1970. Т. 1, № 4.

3. Кравец А. С. Характеристики авиационных профилей. М. : Гос. изд. оборон. пром., 1939. 332 с.

4. Чирков П. Р. Влияние адаптации геометрии профиля крыла на устойчивость экраноплана : дис. ... канд. тех. наук ; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2006.

5. JavaFoil - Analysis of Airfoils [Электронный ресурс]. URL: http://external.informer.com/mh-aerotools. de/airfoils%2Fj avafoil.htm.

6. Кудряшов А. А., Чирков П. Р. О влиянии близости поверхности на геометрию профиля крыла экра-ноплана в программе JavaFoil // Актуальные проблемы авиации и космонавтики ; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2016.

7. Небылов А. В. Измерение параметров полета вблизи морской. СПб. : СПбГААП, 1994. 307 с.

8. Коваленко Г. Д., Шаймарданов Л. Г., Никуш-кин Н. В. Крыло экраноплана : автор. свидет. SU № 1189026 ДСП. М. : Патент, 1985. 5 с.

9. Кудряшов А. А., Никушкин Н. В. Исследование адаптивной панели крыла и ее влияние на продольную устойчивость экраноплана // Актуальные проблемы авиации и космонавтики ; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2017.

10. Писаренко Г. С., Яковлек А. П., Матвеев В. В. Справочник по сопротивлению материалов. Киев : Наукова думка, 1988. 736 с.

References

1. Belavin N. I. Ekranoplany [Ekranoplans]. 2-e izd., pererab. L. : Sudostroenie, 1977. 232 р.

2. Irodov R. D. Kriterii prodol'noy ustoychivosti ek-ranoplana. [Criteria of ekranoplan directional stability] Uchen. zapiski TsAGI; TsAGI. M., 1970. Vol. 1, no. 4.

3. Kravets A. S. Kharakteristiki aviatsionnykh pro-filey. [Characteristics of airfoil-shaped profile] M. : Gos. izd. oboron. prom., 1939. 332 p.

4. Chirkov P. R. Vliyanie adaptatsii geometrii profilya kryla na ustoychivost' ekranoplana [Impact of adjustment of airfoil-shape profile geometry on ekranoplan steadiness] : dis. ... kand. tekh. nauk. Sib. gos. aerokosmich. un-t. Krasnoyarsk, 2006.

5. JavaFoil - Analysis of Airfoils [electronic resource]. URL: http://external.informer.com/mh-aerotools. de/airfoils%2Fjavafoil.htm.

6. Kudryashov A. A., Chirkov P. R. O vliyanii blizosti poverkhnosti na geometriyu profilya kryla ekranoplana v programme JavaFoil [To the impact of surface proximity to the ekranoplan wing airfoil-shaped profile geometry by software JavaFoil]: Aktual'nye problemy aviatsii i kosmonavtiki ; Sib. gos. aerokosmich. un-t. Krasnoyarsk, 2016.

7. Nebylov A. V. Izmerenie parametrov poleta vblizi morskoy [Measuring flight parameters in the sea proximity]. SPb. : SPbGAAP, 1994. 307 p.

8. Kovalenko G. D., Shaymardanov L. G., Nikush-kin N. V. Krylo ekranoplana [Ekranoplan wing]: avtor. svidetel'stvo / avtor. svidet. SU № 1189026 DSP. M. : Patent, 1985. 5 p.

9. Kudryashov A. A., Nikushkin N. V. Issledovanie adaptivnoy paneli kryla i ee vliyanie na prodol'nuyu us-toychivost' ekranoplana [Researching an adjusting wing panel and its impact on ekranoplan directional stability]: Aktual'nye problemy aviatsii i kosmonavtiki. Sib. gos. aerokosmich. un-t. Krasnoyarsk, 2017.

10. Pisarenko G. S., Yakovlek A. P., Matveev V. V. Spravochnik po soprotivleniyu materialov [Reference book to material resistance]. Kiev : Naukova dumka, 1988. 736 p.

© KygpamoB A. A., TypnaHOB A. M.

HuKymKHH H. B., 2017