Abstract

The aerodynamic characteristics of the detachable elements of transport systems are introduced, they allow to calculate the trajectories of these elements after their separation and determine the size of elements impact areas. Special consideration is given to head fairing shells, containing cylindrical, conical and spherical sections. Head fairing shells have high lift-to-drag ratio and the widest impact areas. Aerodynamics of bodies of such configurations has been insufficiently studied. The paper presents the numerical results of modeling the flow around a typical head fairing shell in free flight. Open source OpenFOAM package is used for numerical simulation. The aerodynamic characteristics at trans- and supersonic velocities are obtained, flow pattern transformation with the change of the angle of attack and Mach number is analyzed. The possibility of OpenFOAM package for aerodynamic calculations of thin shells is shown. The analysis of the obtained results demonstrate that there are many complex shock waves interacting with each other at flow supersonic speeds, at subsonic speeds vast regions of flow separations are observed. The authors identify intervals of angles of attack, where different types of flow structures are realized, both for trans- and supersonic flow speeds. The flow pattern change affects the aerodynamic characteristics, the aerodynamic coefficients significantly change with increase of the angle of attack. There are two trim angles of attack at all examined flow velocities. The results obtained can be used to develop a passive stabilization system for fairing shell that will balance the body at the angle of attack with minimum lift-to-drag ratio and will reduce random deviations.

Highlights

  • The aerodynamic characteristics of the detachable elements of transport systems are introduced, they allow to calculate the trajectories of these elements after their separation and determine the size of elements impact areas

  • Open source OpenFOAM package is used for numerical simulation

  • The flow pattern change affects the aerodynamic characteristics, the aerodynamic coefficients significantly change with increase of the angle of attack

Read more

Summary

Научный Вестник МГТУ ГА Сivil Aviation High Technologies

РАСЧЕТ АЭРОДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК СТВОРОК ГОЛОВНЫХ ОБТЕКАТЕЛЕЙ ТРАНСПОРТНЫХ СИСТЕМ. Приведены аэродинамические характеристики отделяемых элементов конструкций транспортных систем, позволяющие рассчитать траектории движения этих элементов после отделения и надежно определить размеры районов падения. Особое внимание уделено створкам головных обтекателей, которые представляют собой тонкие изогнутые оболочки, содержащие цилиндрическую, коническую и сферическую части, обладают высоким аэродинамическим качеством и имеют максимальные размеры районов падения. В работе представлены результаты математического моделирования обтекания типовой створки в свободно распространяемом пакете программ с открытым исходным кодом OpenFOAM. Получены аэродинамические характеристики модели при транс- и сверхзвуковых скоростях, проанализирована трансформация структур обтекания створки при изменении угла атаки и числа Маха. Для определения траекторий движения створок обтекателей необходимо знать их аэродинамические характеристики (АДХ). В настоящем исследовании для изучения аэродинамики тонкостенных конструкций использовался свободно распространяемый пакет программ с открытым исходным кодом OpenFOAM, который позволяет комбинировать различные модули [5, 6]

ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ
МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Full Text
Published version (Free)

Talk to us

Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have

Schedule a call