STUDY OF AERODYNAMIC CHARACTERISTICS OF A FUSELAGE MODEL WITH A RADAR COMPLEX IN THE FORM OF A DISK

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The paper investigated lifts and drag of the fuselage-antenna combination depending on the height of the antenna location above the fuselage. The lift and drag coefficients for the models were obtained depending on the angles of attack. Interference coefficients are determined, taking into account changes in lift and drag. The results of the experiment showed a non-monotonic dependence of the derivative of the lift coefficient with respect to the angle of attack on the height of the location of the radar complex above the fuselage. It has proven that in order to achieve the maximum lift of fuselage-antenna combination, it is better to place the antenna at a relative height above the fuselage approximately equal to h¯=1,9.

Full Text

В настоящее время получили распространение антенны радиолокационных комплексов в виде круглого диска, который располагается над фюзеляжем и устанавливается на одном или двух пилонах. Представляет интерес исследование влияния высоты расположения антенны радиолокационного комплекса на аэродинамические характеристики системы фюзеляж-антенна.

Условия и методы исследования

Для определения аэродинамических характеристик исследуемой системы тел использовался экспериментальный тензометрический метод измерения сил, действующих на модель.

В данном исследовании выбрана схема с одним пилоном, установленным в базовой плоскости самолёта. Общий вид исследуемой модели в двух проекциях изображён на рис. 1, где 1 – вставка для обтекателя антенны, 2 – пилон, 3 – хвостовая часть фюзеляжа модели, 4 – центральная часть фюзеляжа модели, 5 – носовая часть фюзеляжа модели, 6 – обтекатель антенны. Трёхмерное изображение модели, выполненное в программе Компас 3D, представлено на рис. 2.  Основные геометрические размеры модели приведены в табл. 1. Модель полностью напечатана на 3D принтере, в качестве материала был выбран пластик PET-G.

Испытания проводились в дозвуковой аэродинамической трубе (АДТ) Т-3 Самарского университета [1]. Площадь рабочей части АДТ равна 0,24 м², скорость набегающего потока составила 25 м/с, число Рейнольдса равно Re=1,08×106, а число Маха равно M=0,072. На рис. 3 представлено фото модели в рабочей части аэродинамической трубы.

Эксперименты выполнены для моделей изолированного фюзеляжа, обтекателя антенны и для модели в сборке с пятью различными высотами установки антенны на пилоне. Относительные высоты расположения антенны, обезразмеренные по радиусу круглого фюзеляжа, составляли: 1 (поверхность антенны и фюзеляжа имели точку касания, схема высокоплана); 1,5; 2; 3; 4 (схемы парасоль). Диапазон углов атаки выбран следующим: от –2° до 10° с шагом 1° градус. Исследуемые модели продувались трижды.

Табл. 1. Основные характеристики исследуемой модели

Параметр

Обозначение

Величина

Размерность

Диаметр фюзеляжа

dф

0,05

м

Диаметр антенны

da

0,2

м

Общая длина модели

L

0,4

м

 

Результаты и их обсуждение

Полученные зависимости коэффициента подъёмной силы (синяя кривая) и лобового сопротивления (оранжевая кривая) для изолированных фюзеляжа и антенны от угла атаки изображены на рис. 4 и 5, соответственно. Получены коэффициенты подъёмной силы (рис. 6) и лобового сопротивления (рис. 7) для моделей в сборке с пятью различными пилонами в зависимости от угла атаки.

Введём коэффициенты интерференции, учитывающие изменение подъёмной силы Ky(ф+а) и лобового сопротивления Kx(ф+а), по следующим формулам:

Ky(ф+а)=(Cyaкα-Cyaфα)Sм.фCyaаαSаKx(ф+а)=(Cxa0к -Cxa0ф )Sм.фCxa0а Sа,

где Cyaкα, Cyaфα, Cyaаα – производные коэффициентов подъёмной силы комбинации фюзеляж-антенна, изолированного фюзеляжа и антенны, соответственно; Sм.ф – площади миделевого сечения фюзеляжа и площади антенны в плане, соответственно; Cxa0к , Cxa0ф , Cxa0а  – коэффициенты лобового сопротивления при нулевом угле атаки комбинации фюзеляж-антенна, изолированного фюзеляжа и антенны, соответственно.

Результаты эксперимента показали немонотонную зависимость коэффициента интерференции подъёмной силы (рис. 8) Ky(ф+а) от безразмерной высоты h¯=h/r (где h – высота расположения антенны, расстояние от верхней поверхности фюзеляжа до горизонтальной плоскости симметрии антенны; r – радиус фюзеляжа), и монотонно возрастающую зависимость коэффициента интерференции лобового сопротивления (рис. 9) Kx(ф+а) от безразмерной высоты пилона.

Зависимость производной коэффициента подъёмной силы по углу атаки компоновки фюзеляж-антенна от высоты расположения радиолокационного комплекса над фюзеляжем показана на рис. 10.

Установлено, что существует определённая высота расположения антенны, при которой отмечается максимальное значение производной коэффициента подъёмной силы по углу атаки комбинации фюзеляжа и антенны.

 

Заключение

Исследованы несущие характеристики и лобовое сопротивление компоновки фюзеляж-антенна в зависимости от высоты расположение антенны над фюзеляжем. Установлено, что максимальные несущие характеристики компоновок фюзеляжа с антенной достигаются на относительной высоте антенны над фюзеляжем приблизительно равной h1,9.

×

About the authors

Ekaterina Nikolaevna Khamitova

Самарский университет

Author for correspondence.
Email: katja31978@gmail.com
Russian Federation

Vladimir Alekseevich Frolov

Email: frolov_va_ssau@mail.ru

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2023 Proceedings of young scientists and specialists of the Samara University

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.

Proceedings of young scientists and specialists of the Samara University

ISSN 2782-2982 (Online)

Publisher and founder of the online media, journal: Samara National Research University, 34, Moskovskoye shosse, Samara, 443086, Russian Federation.

The online media is registered by the Federal Service for Supervision of Communications, Information Technology and Mass Communications, registration number EL No. FS 77-86495 dated December 29, 2023

Extract from the register of registered media

Regulation of the online media

Editor-in-chief: Andrey B. Prokof'yev, Doctor of Science (Engineering), associate professor,
head of the Department of Aircraft Engine Theory

2 issues a year

0+. Free price. 

Editorial address: building 22a, room 513, Soviet of Young Scientists and Specialists, 1, Academician Pavlov Street, Samara, 443011, Russian Federation.

Address for correspondence: room 513, building 22a, 34, Moskovskoye shosse, Samara, 443086, Russian Federation.

Tel.: (846) 334-54-43

e-mail: smuissu@ssau.ru

Domain name: VMUIS.RU (Domain ownership certificate), Internet email address: https://vmuis.ru/smus.

The previous certificate is a printed media, the journal “Bulletin of Young Scientists and Specialists of Samara University”, registered by the Office of the Federal Service for Supervision of Communications, Information Technologies and Mass Communications in the Samara Region, registration number series PI No. TU63-00921 dated December 27, 2017.

© Samara University

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies