WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 ||

Прирост подъёмной силы основан на эффекте Коанда, суть которого заключается в улучшение несущих свойств за счёт дополнительного воздействий 2-ух основных факторов: увеличение циркуляции потока; наличие дополнительного вертикального импульса.

Для определения влияния и особенностей эффекта Коанда на крыле малого удлинения проведено экспериментальное исследования в аэродинамической трубе АТ-1 (МАТИ).

На рис.13 приведена схема экспериментальной установки включающая модель и имитатор силовой установки с полуэлептическим соплом, с помощью которого реализуется дополнительный обдув верхней поверхности крыла.

На первом этапе эксперимента была проведена верификация аэродинамических характеристик предлагаемой формы СПС-II на взлётно-посадочных режимах полученных в аэродинамической трубе КГТУ (г. Казань) и в АТ-1 (МАТИ).

  1. Аэродинамическая

труба АТ-1;

  1. компрессор;
  2. штатив для фиксации

воздуховода;

  1. стол для установки

аэродинамических весов;

  1. воздуховод

(имитатор СУ);

  1. двухкомпонентные

аэродинамические весы;

7- модель.

Рис.13 Схема экспериментальной установки

На втором этапе эксперимента были проведены весовые испытания модели с имитатором силовой установки без обдува и с обдувом верхней поверхности элевонов. Одновременно проводилась визуализация обтекания для демонстрации эффекта прилипания и отклонения струи вниз, вдоль поверхности элевона (рис.12). Исследования проводились при различных углах атаки и значениях скорости обдува верхней поверхности. Ниже приведены результаты эксперимента при отношениях скорости обдува к скорости набегающего потока, что примерно соответствует одному из этапов взлёта самолёта. Результаты исследования приведены на рис.14.

Рис.14 Результаты исследований в АДТ

Результаты исследования, полученные на модели, приведены к условиям полёта путём пересчёта на обслуживаемый размах элевонов в реальной компоновке (рис.15) с двумя двигателями, а также внесением других поправок согласно методике эксперимента.

Рис.15 Результаты пересчета данных эксперимента

Полученные величины Су(), хорошо соотносятся с другими исследованиями по влиянию данного эффекта, что является косвенным подтверждением достоверности результатов эксперимента.

Значение Су при угле атаки 100 с отклоненными секциями элевонов ( ЭВ=150) составило 0.95, что позволяет реализовать сбалансированную длину ВПП протяжённостью не более 3000м. При этом скорость отрыва не будет превышать 250 км/ч.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1. Проанализированы проблемы повышения эксплуатационных характеристик дальнемагистральных пассажирских самолётов. Выделены и обозначены основные пути улучшения топливной эффективности. Показано, что дозаправка топливом в полёте – одно из возможных инновационных решений, позволяющее, согласно расчётам, значительно повысить топливную экономичность перевозок, уменьшить их себестоимость, материалоёмкость и стоимость парка авиатехники, а также уменьшить неблагоприятные экологические воздействия.

2. В диссертационной работе, в рамках исследования общей оценки эффективности внедрения процедуры дозаправки, решена актуальная научная задача: разработана формализованная методика синтеза проектных параметров пассажирских самолётов использующих дозаправку в полёте. Методика основана на математической модели, использующей принцип разделения параметров на основные и относительные, что позволило модульно структурировать информационные потоки с определением существенных структурно-функциональных связей, а также оперативно определять основные проектные параметры пассажирских самолётов, отказавшись от оптимизации относительных.

3. В работе приведены предварительные оценки ряда вопросов обеспечения безопасности при эксплуатации системы дозаправки:

- определена вероятность возникновения функциональных отказов отдельных узлов системы дозаправки, которая свидетельствует, что суммарная вероятность отказов не превысит 2,32*10-6, что соответствует возникновению лишь «сложной ситуации», т.е. возможности продолжения полёта;

- рассмотрена вероятность попадания приёмной штанги в управляемый заправочный конус, в турбулентной атмосфере. Показано, что в случае применения управляемого конуса вероятность попадания приёмной штанги в заправочный конус близка к единице.

Данные оценки свидетельствует о достаточности научно-технического задела для практической реализации безопасной системы дозаправки пассажирских самолётов.

4. Применение разработанной методики (в рамках численного эксперимента) для формирования предварительного облика семейства дозвуковых пассажирских самолётов, обеспечивающих максимальную экономию топлива при выполнении полёта с дозаправкой в воздухе показало, что суммарная экономия топлива при реализации одной дозаправки составит порядка 18-30%, а при использовании 2-х дозаправок в полёте, экономия может достигнуть 50%, с учётом топлива, израсходованного самолётом-дозаправщиком.

5. Произведена оценка уменьшения стоимости осреднённого парка самолётов (500-а 360-местных) при внедрении процедуры дозаправки в полёте, показывающая 36% экономию в стоимости парка дальнемагистральных самолётов (с учётом парка дозаправщиков), оцененной свыше 25 млрд. долларов.

6. Показано, что дозаправка в воздухе сверхзвукового пассажирского самолёта 2-го поколения (СПС II) позволяет существенно снизить взлётную массу СПС-II с 400 до 140 тонн, что решает ключевые проблемы данного проекта:

- снижение расхода топлива до уровня, сопоставимого с дозвуковыми пассажирскими самолётами аналогичной дальности и пассажировместимости;

- неограниченный полёт над сушей с уровнем звукового удара, обеспечивающем неотрицательную реакцию населения (p 40 [Па]);

- нормированные уровни шума при взлёте и посадке.

7. Расчёты взлётно-посадочных характеристик рассмотренной компоновки СПС-II, полученные при помощи разработанной методики, показывают, что потребная длина взлётной дистанции составит порядка ~4000м., что не соответствует требованиям аэродромов класса "А". Для снижения протяжённости взлётной полосы приняты меры по увеличению подъёмной силы на взлётно-посадочных режимах. Исследован обдув верхней поверхности внутренних элевонов реактивной струёй двигателя на крыле сверхмалого удлинения (=0,9). Данное решение, согласно расчетным оценкам, основанным на результатах эксперимента, обеспечивает снижение протяженности взлётной полосы на 25% до уровня 3000м.

8. Полученные результаты позволяют более обоснованно считать дозаправку в полёте методом, обеспечивающим не только существенное улучшение топливной эффективности для дозвуковых самолётов, но и практическим способом решения задачи, создания экологически приемлемого сверхзвукового пассажирского самолёта 2-го поколения, эксплуатационные показатели которого будут сравнимы с показателями дозвуковых самолётов аналогичной дальности и пассажировместимости.

Основные положения диссертации отражены в слёдующих публикациях:

1.Деянов Е.А., Предварительная оценка снижения прямых эксплуатационных расходов при пассажирских перевозках за счёт применения дозаправки в воздухе. – «Аспирант и соискатель» №5, Москва, 2006г.

2.Деянов Е.А., Рулин В.И. Оптимизация формы и веса сверхзвукового пассажирского самолёта 2-ого поколения с учетом использования дозаправки в воздухе//Тезисы докладов 5-ой МК «Авиация и космонавтика-2006», Москва, 2006г.

3.Деянов Е.А. Аналитические оценки проектных параметров экологически приемлемого сверхзвукового пассажирского самолёта 2-ого поколения. – «Естественные и технические науки» №4, Москва, 2006г.

4.Деянов Е.А., Рулин В., Юдин Г.В. Оценка топливной эффективности применения дозаправки в полёте дальних транспортных самолётов. – «Авиакосмическая техника и технология» №1, Москва, 2007г.

5.Деянов Е.А., Рулин В.И., Юдин Г.В. Повышение качества проектных и эксплуатационных решений путём использования дозаправки в воздухе пассажирских самолётов. – Тезисы докладов 6-ой Всероссийской научно-практической конференции «Управление качеством», г. Москва, МАТИ, 2007г.

6.Деянов Е.А., Рулин В.И. Оценка перспективности использования дозаправки в полёте дальних транспортных самолётов. – Тезисы докладов Международной молодёжной научной конференции «XXXIII Гагаринские чтения», г. Москва, МАТИ, 2007г.

7.Деянов Е.А., Шлепцов Н.В., Управление качеством на этапах проектирования и эксплуатации самолётов с адаптивными агрегатами. – Тезисы докладов 6-ой Всероссийской научно-практической конференции «Управление качеством», г. Москва, МАТИ, 2007г.

8.Деянов Е.А., Рулин В.И., Возможности использования дозаправки в воздухе в гражданской авиации //«Полёт» (авиация, ракетная техника и космонавтика) №9, г. Москва, 2007г.

9.Деянов Е.А., Рулин В.И., Применение дозаправки в полёте при пассажирских перевозках с учётом долговременной динамики развития рынка авиационного транспорта //«Научные труды «МАТИ», выпуск 13(85), г. Москва, 2007г.

10.Деянов Е.А., Рулин В.И., Шлепцов Н.В., Перспективы сверхзвукового пассажирского самолёта 2-ого поколения с дозаправкой в воздухе// «Авиационная промышленность» №4, г. Москва, 2007г.

Pages:     | 1 | 2 ||






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»