Способ исследования характеристик штопора самолета

 

Изобретение относится к экспериментальной аэродинамике и касается технологии исследований штопора самолета с помощью его модели. Способ исследования характеристик штопора самолета осуществляют с помощью динамически подобной модели в горизонтальной аэродинамической трубе. При реализации этого способа модель самолета располагают в потоке аэродинамической трубы на поддерживающем устройстве. Это устройство позволяет модели самолета осуществлять ее свободное вращение с тремя угловыми степенями свободы вокруг неподвижного центра. Технический результат реализации изобретения заключается в повышении эффективности экспериментальных исследований путем упрощения технологии проведения эксперимента, что в несколько раз повышает производительность труда при испытаниях модели, сокращает их продолжительность, снижает материальные и финансовые затраты и позволяет получать в значительно более короткие сроки результат испытаний с достоверностью не хуже традиционных методов исследования характеристик штопора самолета. 1 ил.

Изобретение относится к области экспериментальной аэродинамики, а именно к исследованиям штопора самолета с помощью модели.

Основной областью применения предлагаемого изобретения может быть прогнозирование режимов сваливания и штопора, а также разработка рекомендаций по выводу из штопора на ранних этапах создания нового самолета, когда применение других способов невозможно или нежелательно из-за финансовых или материальных ограничений. В результате может быть достигнуто повышение безопасности полетов как военных, так и гражданских самолетов при одновременном снижении затрат на НИОКР.

Наиболее близким к заявленному является способ исследования штопора самолета с помощью модели, основанный на испытаниях ее в вертикальной аэродинамической трубе. При этом модель практически никак не закреплена и находится в свободном полете в вертикальном воздушном потоке аэродинамической трубы. Для реализации таких исследований необходимы капитальные вложения в создание вертикальных труб, технология эксперимента является сложной, трудоемка процедура обработки экспериментальных материалов [1 - с.111, 2 - с.132, 3, 4 - с.32-33].

Известен также способ исследования штопора самолета с помощью модели, основанный на испытаниях ее в свободном полете в атмосфере, когда модель сбрасывается с какой-то высоты, на которую ее поднимают с помощью специального устройства. При этом предъявляются очень жесткие требования как к самой модели, так и к ее бортовому оборудованию, необходимы специальные средства для подъема модели на высоту, технология эксперимента еще более сложная, а воспроизводимость результатов незначительна [1 - с.85-86, 2 - с.490-491, 5].

Цель изобретения - повышение эффективности экспериментальных исследований штопора самолета.

Для этого предлагается способ исследования характеристик штопора, в котором с помощью специального поддерживающего устройства динамически подобная модель самолета располагается в потоке аэродинамической трубы и имеет возможность вращаться с тремя угловыми степенями свободы вокруг неподвижного центра тяжести. Благодаря этому становится возможным проведение экспериментальных исследований штопора не только в вертикальных, но и в обычных аэродинамических трубах малых скоростей с горизонтальным направлением потока в рабочей части.

Изобретение поясняется чертежом. Динамически подобная модель 1 с органами управления 2 закрепляется на поддерживающем устройстве 3 в потоке аэродинамической трубы 4. Поддерживающее устройство 3 позволяет модели свободно вращаться в вертикальной и горизонтальной плоскостях, а также вокруг оси а-а.

Способ исследования заключается в следующем. При наборе скорости потока с помощью отклоненных органов управления 2 модель 1 начинает вращаться и входит в штопор. Вмонтированные в поддерживающее устройство 3 датчики положения позволяют регистрировать угловое положение модели 1 во время эксперимента.

Предлагаемое изобретение позволяет за счет упрощения технологии эксперимента в несколько раз повысить производительность труда при испытаниях, существенно сократить их продолжительность, снизить материальные и финансовые затраты и в значительно более короткие сроки получить результаты с достоверностью не хуже традиционных методов исследования штопора.

В конкретном случае с помощью модели спортивного самолета Су-26 была проведена экспериментальная проверка возможности применения указанного способа исследования режимов штопора и различных способов выхода из него. Полученные результаты в целом хорошо согласуются с результатами традиционных методов исследования штопора.

Источники информации

1. А.К. Мартынов. Прикладная аэродинамика. - М.: Машиностроение, 1972.

2. Р. Пэнкхёрст, Д. Холдер. Техника эксперимента в аэродинамических трубах. Перевод с английского под редакцией С.Г. Попова. - М., Издательство иностранной литературы, 1955.

3. Е.А. Покровский, А.И. Никитюк, Я.И. Тетерюков, М.М. Михайлов, В.Д. Вороничев. Методы исследования штопора в вертикальной аэродинамической трубе Т-105. Труды ЦАГИ, 1951.

4. Основные данные аэродинамических труб и газодинамических установок США. БНИ ЦАГИ, 1968.

5. Xu Guangning, Kuang Tianjin, Zhang Shouyan, Tang Tao. The Outline of Research on Aircraft Model Free Flight Stall/Spin Tests in CARDC. Proceedings of the Second Sino-Russian Symposium on Aerodynamics. Beijing. Chinese Aeronautics and Astronautics Establishment. 1992.

Формула изобретения

Способ исследования характеристик штопора самолета в аэродинамической трубе с помощью динамически подобной модели, отличающийся тем, что модель располагается в потоке аэродинамической трубы на поддерживающем устройстве, которое обеспечивает ее свободное вращение с тремя угловыми степенями свободы вокруг неподвижного центра.

РИСУНКИ

Рисунок 1