Wyniki wyszukiwania - BazTech

Ograniczanie wyników

2 Transactions on Aerospace Research

2 2021

Znaleziono wyników: 2

Liczba wyników na stronie

Wyniki wyszukiwania

Wyszukiwano:
w słowach kluczowych: aerodynamic configuration

Sortuj według:

Ogranicz wyniki do:

Determining the Aerodynamic Characteristics of a Propeller-Driven Anti-UAV Fighter While Designing Air Propellers

Loginov Vasyl, Ukrainets Yevgen, Popov Viktor, Spirkin Yevgen

Transactions on Aerospace Research

2021

Nr 4 (265)

53--67

Given the rising importance of unmanned aerial vehicles (UAVs), this article addresses the urgent scientific problem of determining the aerodynamic characteristics of a UAV while laying out the propellers for the wings. We discuss the methodology for experimental wind-tunnel studies of aircraft configurations with propellers. It is shown that a characteristic feature of the configuration small-elongation wing with propellers is the absence of elements that are not affected by propellers. This feature makes it difficult to implement and automate a wind tunnel experiment, since there are problems with providing similar criteria for a working propeller; it is difficult to achieve perfect balancing for solid drive propellers, which causes vibration, the level of which depends on uncontrolled factors; the inability to neglect the presence of the body elements influence to the blades of propellers; the difficulty of direct measuring propeller thrust and torque. The presented methodology involves the integrated usage of experimental and numerical methods to eliminate the difficulties in conducting physical experiments in a wind tunnel. This approach makes it possible to combine the high credibility of experimental data in the study of the physical essence of phenomena with high efficiency and accuracy in determining aerodynamic characteristics by numerical methods. Using this approach, we established dependences of the aerodynamic characteristics of the small-elongation wing configuration with counter-rotating propellers on the geometric and kinematic parameters of the configuration for other extensions and constrictions of the wings. These data can serve as the basis for the development of recommendations for the selection of sensible geometric parameters of the aerodynamic configuration of a small-elongation wing with counter-rotating propellers.

W artykule podjęto problem wyznaczania charakterystyk aerodynamicznych podczas projektowania śmigieł do skrzydeł małych bezzałogowych statków powietrznych (UAV). Omówiono metodykę eksperymentalnych badań nad różnymi konfiguracjami statków ze śmigłami w tunelu aerodynamicznym. Wykazano, że konfiguracje skrzydła o małym wydłużeniu ze śmigłami charakteryzują się brakiem elementów, na które śmigła nie mają wpływu. Cecha ta utrudnia realizację i automatyzację eksperymentów w tunelu aerodynamicznym, powodując problemy z zapewnieniem podobnych warunków do pracy śmigła, trudność w uzyskaniu idealnego wyważenia dla śmigieł z napędem stałym, drgania, których intensywność zależy od niekontrolowanych czynników, niemożność pominięcia obecności elementów nadwozia oddziałujących na łopaty śmigieł oraz trudność bezpośredniego pomiaru ciągu i momentu obrotowego śmigła. Przedstawiona metodyka polega na zintegrowanym wykorzystaniu metod eksperymentalnych i numerycznych w celu wyeliminowania trudności w przeprowadzaniu eksperymentów w tunelu aerodynamicznym. Takie podejście pozwala na połączenie wysokiej wiarygodności danych doświadczalnych w badaniu fizycznej istoty zjawisk z wysoką efektywnością i dokładnością wyznaczania charakterystyk aerodynamicznych metodami numerycznymi. Ustalono zależności charakterystyk aerodynamicznych konfiguracji skrzydła o małym wydłużeniu ze śmigłami przeciwbieżnymi od parametrów geometrycznych i kinematycznych konfiguracji dla innych wydłużeń i zwężeń skrzydeł. Wyniki te mogą stanowić podstawę do opracowania zaleceń dotyczących doboru racjonalnych parametrów geometrycznych konfiguracji aerodynamicznej skrzydła o małym wydłużeniu ze śmigłami przeciwbieżnymi.

Aerodynamic characteristics of a straight wing with a spiroid wingtip device

Kravchenko Igor F., Loginov Vasyl V., Ukrainets Yevgene O., Hluschenko Pavlo A.

Transactions on Aerospace Research

2021

Nr 2 (263)

46--62

Spiroid wingtip devices (WD) offer a promising way of improving the lift drag ratio of UAVs, but may on the other hand lead to negative aerodynamic interference of the wing with the WD and deterioration of the aerodynamic characteristics as compared to a wing without the WD. Determining the influence of the geometric parameters of a spiroid WD on aerodynamic wing characteristics, however, remains an understudied field. In our study, we investigated the influence of the following geometrical parameters on wing aerodynamic characteristics with WD: area, radius, camber angle, constriction, and pitch of the spiroid. We found that the positive effect of the WD is present at a relative radius r > 0.05, as well as with an increase in the lift coefficient CL as a result of an increase in the proportion of inductive resistance. For example, with the Reynolds number Re = 2.1×105 for a rectangular wing with an aspect ratio θ = 5.12 equipped with a spiroid WD with r = 0.15 the quality gain is almost 10% at CL = 0.5, and at CL = 0.7 is almost 20% and at CL = 0.7 - almost 20% compared to a wing without WD. Moreover, we found that a change in the camber angle WD θ provides an increase in the derivative of the lift coefficient with respect to the angle of attack in the range from θ = 0° to θ = 130°. By changing the camber angle, it is possible to increase the lift drag ratio of the layout up to 7.5% at θ = 90° compared to θ = 0° at the Reynolds number Re = 2.1×105 . From the point of view of ensuring maximum lift drag ratio and minimum inductive drag, the angle θ = 90° is the most beneficial.

Spiroidalne końcówki skrzydeł (wingtip devices, WD) stanowią obiecującą metodę na poprawę współczynnika oporu aerodynamicznego bezzałogowych statków powietrznych (UAVs). Jednak z drugiej strony mogą prowadzić do negatywnej interferencji aerodynamicznej skrzydła z spiroidalną końcówką i pogorszenia charakterystyk aerodynamicznych w porównaniu do skrzydła bez końcówki. Określenie wpływu parametrów geometrycznych spiroidalnej końcówki na charakterystyki aerodynamiczne skrzydła pozostaje jednak nadal słabo zbadanym zagadnieniem. W pracy tej zbadano wpływ następujących parametrów geometrycznych na charakterystyki aerodynamiczne skrzydła z WD: powierzchnia, promień, kąt pochylenia, przewężenie i rzut spiroida. Stwierdziliśmy, że pozytywny wpływ WD występuje przy promieniu względnym r > 0,05, jak również przy wzroście współczynnika siły nośnej CL w wyniku wzrostu udziału oporu indukowanego. Przykładowo, przy liczbie Reynoldsa Re = 2,1×105 dla skrzydła prostokątnego o wydłużeniu θ = 5,12 wyposażonego w spiroidalną końcówkę WD r = 0,15 przyrost jakości wynosi przy CL = 0,5 prawie 10%, a przy CL = 0,7 prawie 20% i przy CL = 0,7 - prawie 20% w stosunku do skrzydła bez WD. Ponadto stwierdziliśmy, że zmiana kąta pochylenia WD θ zapewnia wzrost pochodnej współczynnika nośności względem kąta natarcia w zakresie od θ = 0° do θ = 130°. Poprzez zmianę kąta pochylenia możliwe jest zwiększenie doskonałości aerodynamicznej układu do 7,5% przy θ = 90° w stosunku do θ = 0° przy liczbie Reynoldsa Re = 2,1×105. Z punktu widzenia zapewnienia maksymalnej doskonałości aerodynamicznej i minimalnego oporu indukowanego kąt θ = 90° jest najkorzystniejszy.