Abstract

Wind boundary layer flow over the mountain landscape and large structures located around runways (RWs) creates coherent vortex structures (CVSs) that can cross a glideslope and airspace in the vicinity of an airport. The aircraft, encountering a vortex structure, experiences significant changes of the aerodynamic forces and moments, what is especially hazardous due to proximity to terrain. From a mathematical point of view, the solution of this problem presents a challenge due to extremely large space – time scale of the phenomenon, the lack of relevant atmospheric models, as well as comprehensive initial – boundary conditions in numerical modeling. In this paper, a composite solution is constructed: the CVSs area generation is computed in sufficient details within the framework of the grid method. Based on the data obtained in the approximation of analytical functions, an initial vortex structure is formed, the evolution and stochastics of which are modeled within the potential approximation by means of Rankine vortices. The evaluation of the forces and moments increment from the impact of vortex structures on the aircraft was carried out by the panel method using the engineering approach. As an example, the CVSs, resulting from wind flow around the mountainous area of the Son Tra Peninsula, that is located short of RWs 35R-17L and 35L-17R of Da Nang airport, are investigated. To improve the computational grids quality and verify the method of solving the boundary value problem for the Reynolds-averaged Navier-Stokes equations, we used the criteria based on the principle of maximum pressure, requiring Q-parameter positivity property in the vortices cores and flow separation regions. A CVS related aviation event, involving a passenger aircraft MC-21, is studied. The aircraft, after takeoff from RW 35R-17L setting the course close to the direction of the vortex wind structure axis from the Son Tra Peninsula, encountered the mountainous area CVS.

Highlights

  • Моделирование воздействия вихревого следа на модель самолета в аэродинамической трубе // Научный Вестник МГТУ ГА. 2012

  • Wind boundary layer flow over the mountain landscape and large structures located around runways (RWs) creates coherent vortex structures (CVSs) that can cross a glideslope and airspace in the vicinity of an airport

  • A composite solution is constructed: the CVSs area generation is computed in sufficient details within the framework of the grid method

Read more

Summary

Научный Вестник МГТУ ГА Civil Aviation High Technologies

АВИАЦИОННАЯ И РАКЕТНО-КОСМИЧЕСКАЯ ТЕХНИКА 05.07.01 – Аэродинамика и процессы теплообмена летательных аппаратов; 05.07.02 – Проектирование, конструкция и производство летательных аппаратов; 05.07.03 – Прочность и тепловые режимы летательных аппаратов; 05.07.05 – Тепловые электроракетные двигатели и энергоустановки летательных аппаратов; 05.07.07 – Контроль и испытание летательных аппаратов и их систем; 05.07.09 – Динамика, баллистика, управление движением летательных аппаратов; 05.07.10 – Инновационные технологии в аэрокосмической деятельности. Россия 2Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет), г. Обтекание горного ландшафта и крупных сооружений, расположенных вблизи взлетно-посадочных полос (ВПП), ветровым пограничным слоем создает когерентные вихревые структуры (КВС), которые могут пересекать посадочную глиссаду и область воздушного пространства вблизи аэропорта. В качестве примера рассмотрены когерентные вихревые структуры, возникающие при ветровом обтекании горного массива полуострова Шонча, расположенного вблизи ВПП 35R-17L и 35L-17R аэропорта Дананг. Рассмотрена ситуация попадания пассажирского самолета типа МС-21, взлетевшего с полосы 35R-17L, после выхода на курс, близкий по направлению оси вихревой ветровой структуры от полуострова Шонча, в КВС от горного массива. При определенных направлениях ветра когерентные вихревые структуры, возникающие при ветровом обтекании рельефа, могут пересекать посадочную глиссаду или траекторию взлета. Попадание в мощные вихревые структуры на режиме взлета и посадки может привести к тяжелым последствиям из-за больших динамических нагрузок на самолет и возмущения траектории, что наиболее опасно вблизи земли [4].

ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ
ЭВОЛЮЦИЯ КОГЕРЕНТНЫХ ВИХРЕВЫХ СТРУКТУР В АТМОСФЕРЕ
ОБСУЖДЕНИЕ ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ И ВЫВОДЫ
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