Российский фонд
фундаментальных
исследований

Физический факультет
МГУ им. М.В.Ломоносова
 

08.14 Авиационная акустика

 

Епихин А.С., Калугин В.Т. «Методы снижения и расчет нестационарных аэродинамических нагрузок при килевом бафтинге маневренного самолета» Математическое моделирование, 29, № 10, с. 35-44 (2017)

Проведено численное и экспериментальное исследование влияния нестационарных турбулентных течений на элементы конструкции летательного аппарата. Представлены результаты численных расчётов обтекания тормозных щитков и установленного за ними киля маневренного самолета с применением открытого пакета OpenFOAM. Проведено сравнение этих данных с экспериментальными, которые получены в дозвуковой аэродинамической трубе МГТУ им. Н.Э. Баумана. Выполнена оценка пульсационных нагрузок, обусловленных наличием тормозного щитка, установленного при различных углах его отклонения. Для снижения пульсационных нагрузок предложены разновидности тормозных щитков с видоизмененными кромками и перфорацией. Анализ полученных данных в ходе численного и физического эксперимента позволил установить, что различные варианты перфорации тормозных щитков приводят к снижению пульсационных нагрузок.

Математическое моделирование, 29, № 10, с. 35-44 (2017) | Рубрика: 08.14

 

Ivanov I.E., Kryukov I.A., Larina E.V., Miroshkin V.L. «Mathematical and software support for 3D mathematical modelling of the airflow impact on the optical-mechanical unit mounted in the aircraft unpressurized compartment» Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Математическое моделирование и программирование, 10, № 4, с. 113-123 (2017)

Рассмотрена задача трехмерного математического моделирования воздействия воздушного потока на оптико-механический устройство (ОМУ), размещенное в негерметизированном отсеке летательного аппарата. Для решения указанной задачи разработана математическая модель газовой динамики, основанная на решении полной системы уравнений Навье–Стокса, которая описывают динамику турбулентного, пространственного нестационарного течения вязкого газа. Создано программное обеспечение для имитационного моделирования процесса обтекания модели ОМУ в отсеке летательного аппарата. Воздействие воздушного потока на OMУ описывается крутящим моментом, действующим на OMУ со стороны воздушного потока. Приведен численный метод решения трехмерной газодинамической задачи. Численный метод базируется на численной схеме С.К. Годунова повышенного порядка точности, реализуемой на нерегулярной расчетной сетке с произвольными ячейками (тетраэдральной, призматической формы). Потоки консервативных переменных рассчитываются с помощью решения задачи Римана приближенным AUSM методом. Система уравнений дополнена двухпараметрической k-моделью турбулентности, модифицированной для расчетов высокоскоростных сжимаемых течений. Для существенного сокращения затрат вычислительных ресурсов предложено использовать стохастические модели воздействия воздушного потока на ОМУ. Описывается общий алгоритм моделирования.

Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Математическое моделирование и программирование, 10, № 4, с. 113-123 (2017) | Рубрика: 08.14

 

Пейгин С.В., Степанов К.А., Тимченко С.В. «Технология оптимального проектирования аэродинамических конфигураций на основе решений полных уравнений Навье–Стокса» Вестник Томского государственного университета. Математика и механика, № 6, с. 90-98 (2017)

Предлагается новый подход к оптимальному проектированию аэродинамических конфигураций на основе численных решений полных уравнений Навье–Стокса. Для решения собственно задачи оптимизации используется вариант генетического алгоритма, обеспечивающий эффективную реализацию различных нелинейных геометрических и аэродинамических ограничений. Результаты показали, что предложенный подход обеспечивает снижение сопротивления крыла при заданных коэффициенте подъемной силы и значениях числа Маха набегающего потока в зоне крейсерского режима полета при сохранении всех остальных положительных характеристик крыла и с учётом всех ограничений, наложенных на форму крыла и его аэродинамические характеристики. DOI: 10.17223/19988621/50/9

Вестник Томского государственного университета. Математика и механика, № 6, с. 90-98 (2017) | Рубрика: 08.14

 

Волков В.Ф., Дядькин А.А., Запрягаев В.И., Киселев Н.П. «Методика определения аэродинамических характеристик летательного аппарата по давлению на поверхности» Инженерно-физический журнал, 90, № 6, с. 1518-1524 (2017)

Представлено описание методики определения аэродинамических характеристик – сил и моментов, действующих на модель летательного аппарата, полученных по результатам измерений давления на поверхности модели возвращаемого аппарата при работающих тормозных двигателях в режиме зависания над посадочной поверхностью. Приводится алгоритм построения интерполяционного полинома по узлам интерполяции в радиальном и азимутальном направлениях с использованием предположения о симметрии распределения давления на поверхности. Получены аэродинамические силы и моменты при различных углах крена аппарата. Показано, что составляющие аэродинамической силы, действующие на аппарат в режиме посадки и обусловленные струями сопел торможения вертикальной скорости, пренебрежимо малы по сравнению с тягой двигателя.

Инженерно-физический журнал, 90, № 6, с. 1518-1524 (2017) | Рубрика: 08.14

 

Волков В.Ф., Мажуль И.И. «Численное исследование влияния параметров компоновки сверхзвукового пассажирского самолета на интенсивность звукового удара» Инженерно-физический журнал, 91, № 1, с. 172-183 (2018)

Представлены результаты расчетов звукового удара, создаваемого сверхзвуковым пассажирским самолетом на крейсерском режиме полета при числе Маха М=2.03. Рассмотрено влияние поперечной V-образности крыльев, угла их заклинения, а также различного расположения мотогондол двигателей самолета на крыле. Анализ параметрических расчетов показал, что интенсивности звукового удара, генерируемого компоновкой с V-образным задним крылом и компоновкой с заклиненными крыльями, практически остаются неизменными и соответствуют уровню интенсивности, создаваемому оптимальной компоновкой. Сравнительные оценки звукового удара для тандемных компоновок с различным расположением мотогондол на поверхности крыла показали, что интенсивность звукового удара, генерируемого компоновкой с мотогондолой на наветренной стороне, может быть снижена на ∼14% относительно компоновки без мотогондол. В случае компоновки с мотогондолами на подветренной стороне крыла профиль волны звукового удара вырождается в N-волну, у которой значительно снижена интенсивность головного скачка.

Инженерно-физический журнал, 91, № 1, с. 172-183 (2018) | Рубрика: 08.14

 

Коромыслов Е.В., Усанин М.В., Синер А.А. «Расчет генерации шума вентилятора авиационного двигателя методами высокого порядка на графических процессорах» Вестник Удмуртского университета: Математика. Механика. Компьютерные науки, 27, № 4, с. 618-633 (2017)

В работе проводился расчет генерации шума вентилятора турбореактивного двухконтурного авиационного двигателя (ТРДД) для различных режимов его работы с помощью собственного программного пакета GHOST CFD, реализованного для графических процессоров (ГПУ). Программный пакет основан на схемах типа DRP (Dispersion Relation Preserving), имеющих высокий порядок аппроксимации и высокую разрешающую способность. Для интегрирования по времени также использовалась оптимизированная схема типа LDDRK (Low Dispersion and Dissipation Runge–Kutta). Для моделирования турбулентности использовался неявный метод крупных вихрей с релаксационной фильтрацией (LES-RF). В качестве ротор-статор-интерфейса применялись пересекающиеся (CHIMERA) сетки. Ускорение за счет использования ГПУ, по сравнению с обычным центральным процессором, составило до порядка 12–20 раз, при этом было достигнуто приемлемое время счета. Расчеты в GHOST CFD проводились в постановке «вентилятор–спрямляющий аппарат наружного контура с полными колесами лопаток». Результаты расчетов сравнивались как с экспериментальными данными, так и с результатами аналогичных расчетов в коммерческом программном пакете ANSYS CFX. При этом в части расчетов в ANSYS CFX учитывался и направляющий аппарат внутреннего контура.

Вестник Удмуртского университета: Математика. Механика. Компьютерные науки, 27, № 4, с. 618-633 (2017) | Рубрики: 08.14 10.06

 

Голубев А.Ю. «Особенности полей пульсаций давления в окрестности конфигурации "прямой уступ–обратный уступ”» Акустический журнал, 64, № 1, с. 56-62 (2018)

На основе обобщения экспериментальных исследований представлена расчетная модель неоднородных полей пульсаций давления в окрестности конфигурации “прямой уступ–обратный уступ” с учетом сильной степени их взаимосвязи (глобальной корреляции). Показано, что при определении характеристик пульсаций давления, воздействующих на упругую конструкцию, глобальная корреляция представляется с помощью дополнительного неоднородного поля. Демонстрируется, что высокая степень взаимосвязи может приводить и к существенному изменению основных характеристик поля пульсаций давления в следе за конфигурацией, что учитывается в модели посредством корректировки его локальных свойств. DOI: 10.7868/S0320791918010094

Акустический журнал, 64, № 1, с. 56-62 (2018) | Рубрика: 08.14

 

Бухмейер-Хеврони И., Брон М., Браинин А., Сурис А. «Автоматизированные системы ультразвукового контроля элементов каркаса аэрокосмических изделий из композиционных материалов» В мире неразрушающего контроля, 20, № 4, с. 7-9 (2017)

Использование композиционных материалов в авиакосмической промышленности продолжает постоянно возрастать, растёт и потребность в проведении надёжного неразрушающего контроля. Ультразвуковой метод с использованием автоматизированного сканирования используется в качестве основного для контроля композиционных материалов. Для контроля областей детали с плоской поверхностью используются прямые ФР, а углы проверяются с помощью радиальных ФР. Гибкая конструкция механики очень хорошо подходит для проведения контроля углов. Компенсация неровностей и изменений толщины проверяемой детали достигается за счёт использования специального тактильного блока.

В мире неразрушающего контроля, 20, № 4, с. 7-9 (2017) | Рубрики: 08.14 14.04

 

Пономаренко В.А., Солдатов С.К., Филатов В.Н., Богомолов А.В. «Обеспечение персонифицированной акустической защиты авиационных специалистов (практические аспекты» Военно-медицинский журнал, 338, № 4, с. 44-50 (2017)

Обсуждаются вопросы индивидуальной защиты авиационно-технического персонала от шума, генерируемого военными авиационными комплексами. Современные инновационные материалы и технологии предоставляют возможность научно обоснованного выбора перспективных средств акустической защиты авиационного персонала. Проведенный анализ показал, что специально разработанные для авиации средства индивидуальной защиты по акустической эффективности не уступают зарубежным аналогам. Обоснована необходимость учета психофизиологических особенностей человека при проектировании, создании и испытании средств защиты. В исследованиях с участием авиационных специалистов доказана стресс-протективная функция средств защиты от шума. Рассматриваются перспективные направления исследований в области шумозащиты. Одно из них – создание регистра лиц (летного и технического состава), работающих в акустически неблагоприятных условиях, как основы для управления профессиональными рисками.

Военно-медицинский журнал, 338, № 4, с. 44-50 (2017) | Рубрики: 08.14 10.08

 

Максименков В.И., Молод М.В., Федосеев В.И. «Направления повышения эффективности двухслойных звукопоглощающих конструкций для канала воздухозаборника самолета» Вестник Воронежского государственного технического университета, 13, № 6, с. 86-89 (2017)

Рассмотрены вопросы по изготовлению канала воздухозаборника самолета. Приведены направления по повышению эффективности шумоглушения канала воздухозаборника за счет применения двухслойных звукопоглощающих конструкций (ЗПК). Применение двухслойных конструкций обеспечивает поглощение шума в широком спектре частот. Рассмотрены технологические процессы изготовления канала воздухозаборника. Представлен анализ точности процесса изготовления канала воздухозаборника, позволяющий прогнозировать получение заданных геометрических размеров его внутренней и наружной поверхностей. Обеспечение заданных размеров обшивки определяется процессом формообразования обшивки на оборудовании с ЧПУ с применением универсальных обтяжных пуансонов. С целью повышения акустической эффективности канала воздухозаборника разработаны предложения по изменению двухслойной конструкции ЗПК, когда промежуточная обшивка заменяется сеткой. Для проведения акустических исследований были изготовлены образцы для испытания на интерферометре и установке канал с потоком во ФГУП «ЦАГИ». Испытания показали, что применение сеток, расположенных в промежуточном слое панели, обеспечивает снижение шума на ∼5дБ, что определяет эффективность нового решения по разработке двухслойной конструкции. Проведены прочностные испытания по определению предельных напряжений сжатия панели, подтверждены значительные запасы прочности конструкции

Вестник Воронежского государственного технического университета, 13, № 6, с. 86-89 (2017) | Рубрики: 08.14 10.07