Влияние формы роторного движителя на характеристики интегрированной с крылом силовой установки крыла
| Jazyk: | ukrajinština |
|---|---|
| Rok vydání: | 2021 |
| Předmět: | |
| Zdroj: | MECHANICS OF GYROSCOPIC SYSTEMS; No. 40 (2020); 123-132 Механика гироскопических систем; № 40 (2020); 123-132 Механіка гіроскопічних систем; № 40 (2020); 123-132 |
| ISSN: | 0203-3771 2519-2272 |
| Popis: | Fan wing concept increased the efficiency of using the kinetic energy of the movement of air that flows around the wing. It allow generate thrust and lifting forces. But this scheme also has drawbacks. The most important associated with the significant drag force. The large diameter of the cross-flow fan, in case of failure of the power plant, the aerodynamic quality will be approximately 1: 3. To improve parameters and increase the feasibility of using this scheme, we need to review the existing concepts and change the basic geometric parameters of the cross-flow fan and try to reduce the diameter. It is advisable to increase the speed of its rotation. This work performed calculation and compare lift force and thrust force generated by the system. Compare various positions of the blades, and airflow rate at the outlet of the engine by numerical simulation. Also studied the effect of the profile shape of the blades and their amounts on the performance. As a result, analysis of the interaction of all these parameters to determine the model with the best aerodynamic performance. Numerical modeling turned out to be very resource-intensive. So the main focus on a series of physical experiments with real models. The results show that this scheme has more benefits when compared with before use. So, the proposed idea has good prospects for development and application. Концепция крыла с роторным движителем используется для увеличения эффективности путем использования кинетической энергии движения воздуха обтекающего крыло ЛА. Предложено одновременно генерировать силу тяги, и подъемную силу, однако имеются также и недостатки, важнейшие из которых связаны со значительным лобовым сопротивлением, через большой диаметр ротора, и тем, что в случае отказа силовой установки, аэродинамическое качество составит примерно 1:3. Для устранения этих недостатков и повышения целесообразности использования схемы, было решено пересмотреть имеющиеся концепции и радикально изменить основные геометрические параметры ротора путем уменьшения его диаметра. При этом целесообразно повысить скорость его вращения. С помощью численного моделирования было осуществлено расчет и проведено сравнение подъемной силы и силы тяги, создаваемой системой при различных положениях установки лопаток роторного двигателя, также замерена скорость потока воздуха на выходе из движителя. Было исследовано влияние формы профиля лопаток и их количества на характеристики, как результат проведён анализ взаимодействия всех этих параметров, для определения модели с лучшими аэродинамическими характеристиками. Кроме этого, в связи со значительной ресурсоёмкостью численного моделирования для получения точных результатов, оказалось целесообразным сделать акцент на проведении серии физических экспериментов, для которых было разработано несколько моделей крыльев и роторов. Результаты показывают, что использование роторного движителя малого диаметра, установленного в месте максимальной высоты профиля, имеет гораздо больше преимуществ, по сравнению с той, которая использовалась ранее. Поэтому предложенная идея имеет хорошие перспективы для развития и применения. Концепція крила з роторним рушієм використовується для збільшення ефективності використання кінетичної енергії руху повітря, що обтікає крило ЛА. Запропоновано одночасно генерувати силу тяги, та підіймальну силу, водночас вона має також і недоліки, найважливіші з яких пов’язані зі значним лобовим опором, через великий діаметр ротора, та тим, що у разі відмови силової установки, аеродинамічна якість становитиме приблизно 1:3. Для усунення цих недоліків і підвищення доцільності використання схеми, було вирішено переглянути наявні концепції та радикально змінити основні геометричні параметри ротора, шляхом зменшення його діаметру. При цьому доцільно підвищити швидкість його обертання. За допомогою чисельного моделювання було здійснено розрахунок та порівняно підіймальну силу та силу тяги, яку створює система при різних положеннях встановлення лопаток роторного рушія, та швидкість потоку повітря на виході з рушія. Також було досліджено вплив форми профілю лопаток та їхньої кількості на характеристики та як результат, аналіз взаємодії всіх цих параметрів, для визначення моделі з кращими аеродинамічними характеристиками. Окрім цього, у зв’язку зі значною ресурсоємністю чисельного моделювання для отримання точних результатів, виявилось доцільним зробити акцент на проведенні серії фізичних експериментів, для яких було розроблено декілька моделей крил та роторів. Результати показують, що використання роторного рушія малого діаметру, встановленого в місці максимальної висоти профілю, має значно більше переваг у порівнянні з тою яка використовувалась раніше. Тому запропонована ідея має хороші перспективи для розвитку та застосування. |
| Databáze: | OpenAIRE |
| Externí odkaz: |
|