ДО ПРОБЛЕМИ МОДЕЛЮВАННЯ АЕРОДИНАМІКИ НАДВОДНИХ ТРАНСПОРТНИХ АПАРАТІВ

Анотація

У статті розглянуто проблеми моделювання аеродинаміки надводних швидкісних транспортних апаратів крилевого компонування, що рухаються на невеликій відстані від водної поверхні. Для їх підтримки в повітрі повинен використовуватися екранний ефект, що формується під впливом близькості до водної поверхні. Ефект близькості землі спостерігається на авіаційному транспорті в злітно-посадкових режимах літаків. Близькість землі впливає на формування аеродинамічних характеристик транспортних апаратів. На сьогодні дослідження аеродинаміки перспективних транспортних апаратів, що рухаються поблизу підстилаючої поверхні можливе з використанням наступних підходів: натурних випробовувань; моделювання на спеціальних треках; моделювання в аеродинамічних трубах. Натурні випробовування за звичай використовуються на фінальних етапах розробки транспортних апаратів. моделювання на спеціальних треках пов’язане з складністю зняття аеродинамічних характеристик і не отримало поширеного застосування. Найбільш придатним вважається моделювання з використанням аеродинамічних труб. Сучасний рівень оснащеності експериментальних лабораторій дозволяє коректно проводити аеродинамічні дослідження літальних апаратів. Проте при моделюванні аеродинамічних процесів навколо транспортних апаратів, що рухаються поблизу межі розділу середовищ виникають складні проблеми з відтворенням умов динаміки руху. В роботі детально розглянуті методи дослідження впливу близькості землі на формування аеродинамічних характеристик транспортних апаратів в аеродинамічних трубах. До них належать: метод з використанням нерухомої пластини; метод дзеркального відображення моделі; метод з відсмоктування або здування примежового шару; метод з застосуванням рухомого поясу. Проведено оцінку можливості їх використання для моделювання аеродинаміки швидкісних надводних транспортних апаратів крилового компонування. При моделюванні обтікання швидкісних транспортних апаратів, що рухаються поблизу водної поверхні, виникає ряд труднощів, пов`язаних з реалізацією реальних умов обтікання, а саме урахування динаміки руху водної поверхні. В ідеалі між транспортним апаратом та водною поверхнею реалізується відносний рух. Проведений огляд методів, які застосовується при моделюванні аеродинаміки транспортних засобів над твердим екраном виявився малопридатним для швидкісних транспортних апаратів крилевого компонування, що рухаються на невеликій відстані від водної поверхні. Забезпечення подібності відносного руху є надзвичайно складною задачею. Вона вимагає обґрунтованого аналізу фізичних процесів та пошуку шляхів розробки фізичних та математичних моделей, придатних для використання при проектуванні швидкісних надводних транспортних апаратів крилевого компонування. Це повинні бути моделі від простих інженерних методик до методик на основі повних та осереднених рівнянь Нав’є-Стокса.