Митрофанов И.М - Лауреат Премии им. Непобедимого С.П.

Целью проведенного исследования являлся учёт влияния изогнутых по размаху несущих поверхностей на АДХ ЛА.

При разработке нового летательного аппарата (ЛА) встаёт вопрос выбора формы несущих поверхностей (НП). Большинство ЛА проектируется с прямыми НП, однако в случае необходимости уменьшения поперечных габаритов или осуществления старта из транспортно-пускового контейнера (например, для противодронных ракет), консоли несущих поверхностей могут быть складными и изогнутыми по размаху (так называемый «капустный лист»). Методический аппарат для расчёта аэродинамических характеристик (АДХ) таких НП в открытой печати не обнаружен.

Для решения поставленной задачи было выполнено численное моделирование процессов обтекания исследуемой компоновки противодронной ракеты, имеющей прямые консоли НП (компоновка №1), установленные по схеме «х», и определены зависимости коэффициентов продольной Cx, нормальной Cy, подъёмной Суa сил, а также силы лобового сопротивления Cxa  и момента тангажа mz от угла атаки α при числе Маха M=0,5.

Также для компоновки №1 были рассчитаны АДХ с использованием эмпирико-аналитической методики, разработанной на кафедре.

Затем были численно определены аналогичные зависимости АДХ для исследуемой компоновки, имеющей изогнутые по размаху консоли НП (компоновка №2), площадь которых в плане была равна площади прямых консолей.

Для компоновок №1 и №2 были проведены исследования на сеточную сходимость, в результате которых выбрано рациональное количество ячеек расчётной сетки, составившее ≈2.5 млн.

По результатам сравнения полученных зависимостей для компоновок №1 и №2 можно сделать следующие выводы:

1. При замене прямых крыльев изогнутыми по размаху наблюдается незначительное увеличение значения силы лобового сопротивления на 6.16%;

2. Значения коэффициентов ;для компоновок Су, Cya и mz для компоновок  №1 и №2 практически не отличаются, что привело к незначительному смещению

координаты центра давления компоновки (отсчитываемой от носа ЛА) в сторону кормовой части на 2.3%;

3. Эмпирико-аналитическая методика, разработанная на кафедре, позволяет определять АДХ ЛА с погрешностью не более 10-15%.

Поскольку сравнение результатов численного моделирования для компоновок №1 и №2 показало незначительное различие их АДХ (в пределах 7%), а эмпирико-аналитическая методика позволяет определять АДХ ЛА с прямыми консолями с погрешностью, не превышающей 10-15%, то для проведения аэродинамического проектирования ЛА с консолями НП, изогнутыми по размаху, допустимо применение данной методики.