Математична модель оцінки впливу аеродинамічної компенсації поверхонь керування на рівень їх коливань при виникненні транс звукового флатеру

Сафронов, ОВ, Семон, БЙ, Неділько, ОМ
Косм. наука технол. 2018, 24 ;(4):14-23
https://doi.org/10.15407/knit2018.04.015
Мова публікації: Українська
Анотація: 
Випадки виникнення інтенсивних коливань елементів конструкцій надзвукових авіаційних та авіаційно-космічних літальних  апаратів на близькозвукових числах М польоту мають місце в сучасній практиці їх експлуатації.  Деякі з цих випадків закінчувалися важкими льотними подіями тому проблема зменшення рівня коливань аеродинамічних поверхонь керування надзвукових та гіперзвукових літаків при виникненні трансзвукового флатеру залишається актуальною. Метою статті є оцінка можливості зменшення рівня коливань за рахунок аеродинамічної компенсації поверхні керування та розробка математичної  моделі оцінки впливу аеродинамічної компенсації поверхонь керування на рівень їх коливань при виникненні трансзвукового флатеру.
         З метою вирішення цієї проблеми проведено аналіз публікацій які присвячені даній тематиці і в яких викладені матеріали лабораторних і натурних досліджень цього явища. Оскільки коливання аеродинамічних поверхонь керування при виникненні транзвукового флатеру відносять до автоколивань з амплітудою граничного циклу, тобто відносять до нелінійних коливань, тому математичну модель оцінки впливу аеродинамічної компенсації поверхні керування на рівень їх коливань представлено в вигляді звичайного диференціального рівняння другого порядку з нелінійною правою частиною. Для вирішення диференціального рівняння даного типу був використаний метод енергетичного балансу за допомогою якого визначалася амплітуда коливань аеродинамічних поверхонь керування. За результатами розрахунків на основі запропонованої моделі отримана залежність рівня коливань аеродинамічних поверхонь керування від величини їх аеродинамічної компенсації яка може бути запропонована для попередньої наближеної оцінки аеропружних характеристик надзвукових  та гіперзвукових літаків.
Ключові слова: аеродинамічна компенсація, аеродинамічна поверхня керування, математична модель, надзвуковий літак, трансзвуковий флатер, шарнірний момент
References: 
 1. Аэродинамическое исследование колеблющейся поверхности управления при трансзвукових скоростях. — М.: ЦАГИ, 1975. — Обзор № 456. — 105 с.
2. Гошек И. Аэродинамика больших скоростей. — М.: ИЛ, 1954. — 547 с.
3. Калмыков Л. А., Левкин В. Ф., Нуштаев П. Д. Исследование аэродинамических производных аэродинамического момента органов управления // Тр. ЦАГИ. — 1968. — 32 с.
4. Келдыш М. В. Избранные труды. Механика. — М.: Наука, 1985. — 568 с.
5. Лебедев А. А., Чернобровкин Л. С. Динамика полета беспилотных летательных аппаратов. — М.: Оборонгиз, 1962. — 548 с.
6. Левкин В. Ф. Экспериментальные исследования нестационарных аэродинамических характеристик поверхностей управления при трансзвуковых скоростях // Тр. ЦАГИ. — Вып. 2132. — 1982. — 16 с.
7. Пановко Я. Г. Введение в теорию механических колебани. — М.: Наука, 1980. — 272 с.
8. Сафронов О. В., Неділько О. М., Сафронов В. О. Адаптована математична модель оцінки збуджених шарнірних моментів аеродинамічних поверхонь керування надзвукових літаків на трансзвукових швидкостях польоту // Зб. наук. праць ЦВСД НУОУ. — 2014. — № 3 (52). — С. 28—33.
9. Сафронов О. В., Неділько О. М., Сафронов В. О. Порівняльний аналіз теоретичних та розрахунково-експериментальних методів оцінки характеристик трансзвукового флатера // Зб. наук. праць ЦВСД НУОУ. — 2015. — № 1 (53). — С. 41—48.
10. Сафронов О. В., Неділько О. М. Математична модель оцінки максимально можливих величин збуджених шарнірних моментів аеродинамічних поверхонь керування при виникненні трансзвукового флатера // Наука і техніка Повітряних Сил Збройних Сил України. — 2016. — № 4 (25). — С. 19—23.
11. Семон Б. Й., Сафронов О. В., Неділько О. М. Трансзвуковий флатер: від МіГ-25 до Space Ship Two // Наука і оборона. — 2016. — № 3. — С. 32—35.
12. Стрелков С. П. Введение в теорию колебаний. — М.: Наука, 1964. — 440 с.
13. Чаплыгин С. А. О давлении плоскопараллельного потока на преграждающие тела // Избранные тр. Механика жидкости и газа. Математика. Общая механика. — М.: Наука, 1976. — С. 97—130.  
14. Яковлев К. П. Краткий физико-технический справочник. — М.: Физматгиз, 1960. — Tом ІІ. — 412 с.