К РАСЧЕТУ ФЛАТТЕРА ПРЯМОГО КРЫЛА БОЛЬШОГО УДЛИНЕНИЯ В НЕСЖИМАЕМОМ ПОТОКЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ НЕСТАЦИОНАРНОЙ АЭРОДИНАМИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ | Механика | композиционных | материалов и конструкций
> Том 26 > №1 / 2020 / Страницы: 43-57

К РАСЧЕТУ ФЛАТТЕРА ПРЯМОГО КРЫЛА БОЛЬШОГО УДЛИНЕНИЯ В НЕСЖИМАЕМОМ ПОТОКЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ НЕСТАЦИОНАРНОЙ АЭРОДИНАМИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ

,

Аннотация:

Рассматриваются изгибно-крутильные колебания прямого крыла большого удлинения в несжимаемом потоке идеального газа. Погонные аэродинамические нагрузки (подъемная сила и крутящий момент) определяются по нестационарной и квазистационарной теориям плоского обтекания поперечных сечений. Перемещения и углы закручивания поперечных сечений консоли крыла при изгибно-крутильных колебаниях представляются по методу Ритца в виде разложения по заданным функциям с неизвестными коэффициентами, которые рассматриваются в качестве обобщенных координат. Уравнения аэроупругих колебаний крыла составляются как уравнения Лагранжа и записываются в матричном виде как дифференциальные уравнения первого порядка. На основе полученных уравнений решается задача определения собственных значений. Основной целью работы является сравнительный анализ расчетов по определению границы динамической устойчивости (флаттера), полученных при использовании нестационарной и квазистационарной аэродинамических теорий. Выполнены расчеты для модели крыла с постоянными характеристиками поперечных сечений. В качестве заданных функций использовались собственные формы изгибных и крутильных колебаний консольной балки постоянного поперечного сечения. Выполнены расчеты по определению границы флаттера для различного числа аппроксимирующих функций. Полученные результаты позволяют сделать вывод, что при использовании квазистационарной и уточненной квазистационарной теорий при определении аэродинамических нагрузок значения критической скорости флаттера получаются меньше, чем при расчетах по нестационарной теории. Это дает возможность для определения границ флаттера использовать более простую (с точки зрения трудоемкости) квазистационарную теорию. Также установлено, что влияние присоединенных масс воздуха, которое учитывается в нестационарной и уточненной квазистационарной теориях, весьма мало.

2