The Amount of Circulation when Forming the Aerodynamic Appearance of a Main Aircraft

Authors

  • A. A. Gorbunov Orenburg State University
  • A. D. Pripadchev Orenburg State University
  • A. G. Magdin Orenburg State University

DOI:

https://doi.org/10.22213/2413-1172-2023-4-23-32

Keywords:

Additional aerodynamic surfaces (Wingtips, Winglet), vector of parameters, element design, aircraft

Abstract

The work proposed by the authors describes the mechanism for the formation of induced drag for a wing of finite span, as well as a possible option for taking into account the circulation value as a control parameter in the process of preliminary design of a mainline aircraft wing equipped with additional aerodynamic surfaces (wing tips, winglets).Providing the least frictional resistance is achieved by the smoothness of the wing surface in combination with laminar profiles (with the greatest length of the laminar section of the boundary layer), when critical values of the M number are reached, supersonic zones appear on the wing, therefore it is necessary to delay the occurrence of the wave crisis as much as possible - apply the sliding effect for the swept wing of the final scope. A reduction in inductive drag can be achieved by using a high aspect ratio wing or various types of wing tips, which make it possible to control the amount of circulation and localize the process of pressure flow near the end part of a wing of finite span by increasing the effective span. The study of the flow around an aerodynamic model of a mainline aircraft formed the basis of the conceptual model and mathematical support that implements the methodology for selecting the composition of rational design parameters. The identified experimental data and functional dependencies made it possible to form a vector of parameters for a formal aerodynamic model, connecting the geometry of the aircraft model (shape) and its aerodynamic characteristics through dimensionless coefficients for various operating characteristics. Analysis of the results and subsequent processing in order to synthesize a design solution on a validation basis involves the use of a formalized multi-parameter approach, i.e. machine (computer) processing is required. The implementation of a multi-parameter approach in application software in the C++ programming language will allow us to explore and establish connections between parameters and obtain a new version of the design alternative using a smaller amount of data.

Author Biographies

A. A. Gorbunov, Orenburg State University

PhD in Engineering, Associate Professor

A. D. Pripadchev, Orenburg State University

DSc in Engineering, Professor

A. G. Magdin, Orenburg State University

PhD in Engineering

References

Komarov V.A. (2018) Dimensionless Criterion of Power Perfection of a Structure. Mechanics of Solids, 2018, vol. 53, iss. 4, pp. 385-396.

Corrado G. (2022) Recent Progress, Challenges and Outlook for Multidisciplinary Structural Optimization of Aircraft and Aerial Vehicles. Progress in Aerospace Sciences, 2022, vol. 135, p. 100861.

Kim H., May-Fun (2019) Liou Flow Simulationand Drag Decomposition Study of N3-X Hybrid Wing-Body Configuration. Aerospace Science and Technology, 2019, vol. 85, pp. 24-39.

Туркин И. К., Парафесь С. Г. Об одном подходе к проектированию системы "руль - привод" с учетом требований аэроупругой устойчивости // Известия высших учебных заведений. Авиационная техника. 2020. № 1. С. 71-77.

Автоматизированная система информационно-аналитической поддержки процесса многодисциплинарного проектирования авиационной техники / В. Н. Евдокименков, Н. Б. Топоров, М. Н. Красильщиков, К. С. Анисимов, К. И. Сыпало // Вестник компьютерных и информационных технологий. 2023. Т. 20, № 7 (229). С. 35-43.

Гайнутдинов В. Г., Гайнутдинова Т. Ю., Трусфус М. В. О расчетно-экспериментальных исследованиях при выборе проектных параметров элементов управления планера самолета вертикального взлета и посадки // Известия высших учебных заведений. Авиационная техника. 2020. № 1. С. 3-8.

Choudhary R., Garg A.K. (2019) Fixed Point Results in Parametric Metric Space.International Journal on Emerging Technologies, 2019, vol. 10, no. 2b, pp. 100-104.

Численные исследования влияния угла скольжения на интерференцию воздушного винта и крыла сверхбольшого удлинения / О. В. Павленко, Е. А. Пигусов, А. Сантош, М. Г. Реслан // Вестник Московского авиационного института. 2023. Т. 30, № 1. С. 23-35.

Rahman Md R. (2020) Computational Analysis of Aerodynamic Parameters for Supersonic Artillery Projectiles. SSRG International Journal of Mechanical Engineering, 2020, vol. 7, no. 8, pp. 5-17.

Khan S., Sharma S. (2019) Analysis of Cloud Computing for Security Issues and Approaches.International Journal on Emerging Technologies, 2019, vol. 10, no. 1, pp. 68-73.

Принятие решений в многокритериальных задачах на этапе обликового проектирования авиационно-ракетной техники / С. И. Голубев, В. В. Малышев, С. А. Пиявский, К. И. Сыпало // Известия Российской академии наук. Теория и системы управления. 2020. № 2. С. 89-97.

Глазков С. А., Горбушин А. Р., Семенов А. В. Развитие расчетных и экспериментальных методов для повышения точности испытаний // Труды ЦАГИ. 2019. № 2783. С. 127-164.

Скворцов Е. Б., Чанов М. Н., Шелехова С. В. Методы интеграции в концептуальном проектировании самолетов транспортной категории // Полет. Общероссийский научно-технический журнал. 2023. № 3. С. 14-27.

Mukohara H., Anyoji M. (2022) Computational Analysis of Compressibility Effect on Flow Fieldand Aerodynamics at Low Reynolds Numbers. Physics of Fluids, 2022, vol. 34, no. 51.

Горбунов А. А., Припадчев А. Д., Магдин А. Г. Аэромеханика летательных аппаратов: монография. Оренбург: ОГУ, 2022. 119 с.

Пархаев Е. С., Семенчиков Н. В. Методика аэродинамической оптимизации крыльев малоразмерных беспилотных летательных аппаратов // Вестник Московского авиационного института. 2018. Т. 25, № 3. С. 7-16.

Разработка облика самолета с использованием высокоточных методов вычислительной аэродинамики и оптимизации / К. С. Анисимов, Е. В. Кажан, И. А. Курсаков, А. В. Лысенков, В. Ю. Подаруев, А. А. Савельев // Вестник Московского авиационного института. 2019. Т. 26, № 2. С. 7-19.

Погосян М. А. Авиастроение: перспективы развития // Труды ГосНИИАС. Серия: Вопросы авионики. 2018. № 3 (36). С. 75-80.

Гайнутдинов В. Г., Гайнутдинова Т. Ю., Трусфус М. В. О расчетно-экспериментальных исследованиях при выборе проектных параметров элементов управления планера самолета вертикального взлета и посадки // Известия высших учебных заведений. Авиационная техника. 2020. № 1. С. 3-8.

Климова А. А., Вождаев В. В. Применение современных численных методов для исследования аэродинамических характеристик механизированных крыльев // Авиационная промышленность. 2021. № 1. С. 14-20.

Published

09.01.2024

How to Cite

Gorbunov А. А., Pripadchev А. Д., & Magdin А. Г. (2024). The Amount of Circulation when Forming the Aerodynamic Appearance of a Main Aircraft. Vestnik IzhGTU Imeni M.T. Kalashnikova, 26(4), 23–32. https://doi.org/10.22213/2413-1172-2023-4-23-32

Issue

Section

Articles