| 16. |
Аннотация |
Актуальность задач по обеспечению безопасности и надежности полетов, а также защиты летательных аппаратов (ЛА) (самолеты, вертолеты) от катастроф, в том числе в северных районах Российской Федерации, все более возрастает в связи с появлением новых типов конструкций, перспективных технологий и материалов, в том числе, полимерных композиционных, из которых изготавливают основные силовые элементы и агрегаты таких технических объектов. Одной из актуальных задач в авиации является проблема изучения и моделирования процесса ледообразования. Необходимость борьбы с обледенением затрагивает не только классические объекты, такие как воздушные и морские суда, но и беспилотные ЛА, провода электропередач, взлетно-посадочные полосы. В частности, задачи обледенения крайне актуальны в условиях Арктической зоны Российской Федерации для региональной авиации. Нарастание льда, ледяного налета, снега на крыле и хвостовом оперении лёгкого конвертируемого самолёта, перспективного самолета местных воздушных линий, при определённых условиях, происходит очень быстро и неравномерно, что приводит к уменьшению подъемной силы крыла до 30% и увеличению лобового сопротивления на 40%. Междисциплинарность работы состоит в рассмотрении явления ледообразования с использованием основных законов механики жидкости и газа, физических моделей для налипания кристаллов льда и динамики жидкой пленки, модели для полидисперсной смеси капель, лабораторного эксперимента в различных дозвуковых аэродинамических установках на моделях, изготовленных при помощи аддитивных SLA технологий, численного моделирования, аддитивной технологии для изготовления экспериментальных моделей. Уровень значимости работы состоит в том, что разрабатываемый программный комплекс для моделирования процессов ледообразования будет открытым ПО и может быть использован на авиационных предприятиях, в конструкторских бюро, в научных организациях РФ. Научная новизна работы состоит в уточнении модели для барьерного льда с учетом динамики жидкой пленки, движущейся на поверхности твердого тела, новой модели для полидисперсной смеси капель в разработке нового расчетного кода. Результатом работы будет программный комплекс для моделирования процессов ледообразования (рогообразный, барьерный, желобообразный), расчеты, экспериментальные модели крыла c различными законами нарастания льда, изготовленными при помощи аддитивной SLA-технологии на базе промышленных 3D принтеров, с механическими свойствами близкими к свойствам ПКМ, и провести верификацию и контроль соответствия характеристик элементов ЛА современным Нормам летной годности. Верификацию результатов работы программного комплекса планируется провести по результатам экспериментов для различных режимов обтекания моделей в аэродинамической трубе и в аэрохолодильной камере ФГУП «ЦАГИ». |