Воскресенье, 05.02.2023, 19:31
Приветствую Вас Гость | RSS
Двадцатая олимпиада посвящена 100-летию со дня образования гражданской авиации в СССР
Форма входа
...
Главное меню
Общаемся
Архив
Система Orphus
Главная » Статьи » Работы 1-го тура » Готовые работы

Перспективы развития летательных аппаратов с адаптивным крылом

Никита Сергеевич Матюшенко, 18 лет, город Уфа, Республика Башкортостан, Российская Федерация
Студент 3 курса УАТ
Научный руководитель: Дикова Флорида Амировна

Перспективы развития летательных аппаратов  с адаптивным крылом

Содержание

  1. История создания летательных аппаратов с адаптивным крылом
  2. Развитие технологии адаптивного крыла в России
  3.  Исследование профилей адаптивных крыльев будущих самолётов
  4. Развитие технологии адаптивного крыла

Введение

20 Международная олимпиада А.Ф. Можайского посвящена 100-летию со дня образования гражданской авиации в СССР. В связи с этим актуально рассмотреть перспективные технологии, развивающиеся в настоящее время.

Сейчас самолеты для управления подъемной силой крыла используют несколько подвижных механических элементов, включая элероны, закрылки и отклоняемые носки. Эти элементы не являются единым целым с крылом и при движении образуют множество щелей, что ухудшает аэродинамические качества крыла.

Адаптивным называется крыло, способное изменять форму своего профиля в зависимости от условий или режима полета. При этом оно обладает гладкой и гибкой обшивкой, а форма (профиль) крыла плавно меняется с помощью внутреннего механизма. Считается, что адаптивное крыло может быть выполнено более легким по сравнению с традиционным жестким крылом, путем использования более легких материалов для обшивки корпуса, удалению тяжелых приводов для регулировки панелей, а также использование такой технологии на самолетах позволит добиться снижения расхода топлива.

Цель  работы: История создания и  развития летательных аппаратов с гибким крылом.

В соответствии с целью работы решаются следующие задачи:

  1. Изучить историю создания летательных аппаратов с  адаптивным крылом.
  2. Рассмотреть вопросы исследования профилей адаптивных крыльев будущих самолётов.
  3. Рассмотреть развитие технологии адаптивного крыла.

1. История  создания летательных аппаратов  с адаптивным крылом

Работы над созданием адаптивного крыла ведутся с конца 1970-х годов. Военно-воздушные силы США вместе с NASA работали по программе AFTI (Advanced Fighter Texnology Integration). Согласно открытым источникам, впервые такое крыло было применено в 1980-е годы на экспериментальном самолете F-111. Изменение кривизны его крыла осуществлялась в зависимости от высоты полета, числа Маха, угла стреловидности и необходимой подъемной силы. 

Ещё в 1970-х в ОКБ Мясищева разрабатывался дозвуковой высотный самолет М-17 (потолок более 20 км), для которого первоначально планировалось использование адаптивного крыла.

Работы по адаптивному крылу в начале 2000-х годов подхватили и другие американские компании, например, FlexSys Inc. Их система адаптивного крыла FlexFoil представляет собой закрылки и элероны, выполненные едиными элементами с крылом. При установке в одну плоскость с крылом закрылки не образуют никаких щелей. При отклонении закрылков крыло остается гладким.

Летные испытания FlexFoil проводились в 2015 году на модифицированном бизнес-джете Gulfstream III совместно со специалистами NASA. В общей сложности система провела в воздухе 50 часов. По заверению разработчиков, эта система может быть установлена на любой из существующих сегодня самолетов и повысить его экономичность и управляемость на разных скоростях полета.

2. Развитие технологии адаптивного крыла в России

На Международном авиационно-космическом салоне (МАКС-2019) в Подмосковье компания «ТМПК-Волгоград» представила адаптивное крыло будущего. Оно лишено выдвижных частей, но вместе с тем способно менять свою конфигурацию и управлять траекторией полёта.

Разработку конструкции проводил Алексей Ивченко под предводительством Анатолия Тулаева.

«Для улучшения аэродинамических параметров крыла мы выполним обшивку в виде своего рода пластиковой чешуи – тонких пластин, устанавливаемых внахлест, – говорит Алексей Ивченко. – Материалом будет пластик, который мы сейчас разрабатываем в сотрудничестве с кафедрой полимеров одного из технических вузов Волгограда. Поверх, возможно, будет установлена тонкая оболочка из эластомера». ]

Демонстрация прошла на примере беспилотного летательного аппарата «Сарыч». По словам разработчиков, в перспективе такие крылья будут использоваться и в пилотируемых самолётах.

Исследование профилей адаптивных крыльев будущих самолётов

В Центральном аэрогидродинамическом институте имени профессора Н.Е. Жуковского проходят фундаментальные исследования, направленные на улучшение эффективности коммерческих самолётов следующего поколения. Работы ведутся в рамках госконтракта с Министерством промышленности и торговли Российской Федерации. [4]

Специалисты института спроектировали и изготовили крупномасштабную модель отсека прямого крыла. Отсек имеет сверхкритический остро настроенный профиль, который довольно резко меняет аэродинамические характеристики в зависимости от угла атаки и числа Маха. Такие профили в перспективе лягут в основу так называемых адаптивных крыльев будущих самолётов.

В настоящее время завершаются испытания модели в большой трансзвуковой аэродинамической трубе переменной плотности Т-128 ЦАГИ. Особенностью эксперимента является его комплексность — одновременно проводится более 10 видов измерений. Главной целью проводимых исследований является изучение ламинарно-турбулентного перехода при высоких числах Рейнольдса. Кроме того, ученые оценят начало возникновения опасного явления — бафтинга — на трансзвуковых режимах обтекания. В дальнейшем отлаженные методы измерения будут применяться и в лётном эксперименте.

4. Развитие технологии адаптивного крыла

Летательные аппараты (ЛА) будущего, в том числе военные беспилотники, будут адаптивными. Не только в смысле алгоритмической начинки. Адаптивными будут аэродинамические элементы.

Эффективный полёт в атмосфере требует разной аэродинамики от аппарата в зависимости от скорости полёта, в зависимости от режима полёта. При относительно нешироком диапазоне скоростей полёта можно отыскать какую-то одну форму, которая будет приемлемой “в среднем” на нужных режимах полёта. Да и то уже при пересечении границы скорости звука потребовались весьма серьёзные научно-технические ухищрения, чтобы найти подходящую “статическую” схему, пригодную для хорошего дозвукового полёта и для удовлетворительного сверхзвукового. Хороший пример: современные сверхзвуковые истребители. Показательно, что в случае с этими истребителями определяющую роль в расширении допустимых “режимов эксплуатации” всё равно играет механизация крыла и прочие, – по сути, “адаптивные” – механизмы, изменяющие аэродинамические характеристики в процессе полёта. [5]

Если же требуется расширить диапазон скоростей до гиперзвуковых, то ограничиться “статичной формой” с механизацией не получится. Да и на рядовых скоростях действительно адаптивные системы окажутся лучше.        

Заключение

На основании изучения  исследований о развитии технологии адаптивного крыла можно сделать следующие выводы:

  1. В научных лабораториях авиации и космонавтики занимаются созданием технологии адаптивного крыла, которая сделает возможным создавать летательные аппараты будущих поколений.
  2. Опираясь на научные работы ученых и развитие новых технологий и материалов, можно судить, что технология адаптивного крыла и новые профили крыльев ЛА будет применятся на  летательных аппаратов новых поколений для развития авиастроения.
  3. Технология адаптивного крыла находится только в начале своего пути, вскоре она достигнет своего расцвета и войдет в современную историю развития новых летательных аппаратов.

Литература

  1. На пути к пятому и шестому поколению. /http://otvaga2004.ru/kaleydoskop/kaleydoskop-air/5-6-pokoleniye-6/
  2. Самолеты с адаптивным крылом https://aviadrive.ru/posts/4963/
  3. Принцип бионического крыла: российский новаторhttps://techinsider-ru.turbopages.org/techinsider.ru/s/weapon/534644-princip-bionicheskogo-kryla-rossiyskiy-novator/
  4. ЦИАМ. /https://ciam.ru
  5. Адаптивно совместимое крыло. /https://www.hisour.com/ru/adaptive-compliant-wing-40779/
  6. Самолеты с адаптивным крылом - фантастика или реальность. /https://aviadrive.ru/posts/4963/
  7. Беспилотник с адаптивным крылом. /https://tmpkpro.ru/news/bespilotnik-s-adaptivnym-krylom-sarych-pokoril-maks-2019
Категория: Готовые работы | Добавил: Service (30.12.2022) | Автор: Матюшенко Никита Сергеевич E W
Просмотров: 68 | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]
Переводчик
...
ВНИМАНИЕ!
ПРИЁМ ЗАЯВОК
ЗАВЕРШЁН!
ТЕСТИРОВАНИЕ ЗАВЕРШЕНО!
ПРИЁМ РАБОТ ЗАВЕРШЁН!
Мини-чат
Техподдержка
E-mail отправителя *:


Тема письма:


Текст сообщения *:



Форум техподдержки
Их многие читают
Образец оформления (13793)
Попов Егор Андреевич (1237)
Водолазов Николай Александрович (1008)
Манахов Данила Дмитриевич (402)
Янченков Иван Владимирович (355)
Шугаепова Диана Руслановна (299)
Сальников Егор Олегович (234)
Аскаров Аяз Филаритович (212)
Великоцкая Полина Евгеньевна (189)
Белков Артём Дмитриевич (168)
Наш логотип
«Олимпиада Можайского»
QR-код сайта
Организатор

Copyright: Клуб авиастроителей ©2023