Расчетно-теоретическое исследование аэротермодинамики пространственной модели палубного истребителя F/A-18


Просмотр статьи
PDF, 2,8 МБ

Theoretical and computational study of aerothermodynamics of the three-dimensional F/A-18 carrier-based fighter model

Results of theoretical and computational study of external flow around three-dimensional model of the F/A-18 fighter jet are presented. The numerical simulation is conducted using the code developed in Institute for Problems in Mechanics Russian Academy of Sciences (IPMech RAS). The aircraft configuration selection is caused by the presence of the experimental data. Numerical simulation of external flow around model of F/A-18 fighter is performed for the purposes of verifying a developed numerical simulation capability. The integral aerodynamic properties, lift coefficients, drag coefficients, pitching moments and aerodynamic performance for different angles of attack are done. Effects of varying angle of attack on the surface properties were investigated.

aircraft, gas dynamics, numerical simulations, computational aerodynamics, software systems, unstructured grids

Ирина Васильевна Алексеева, Александр Петрович Будник, Александра Львовна Железнякова, Сергей Тимофеевич Суржиков

Том 15, выпуск 2, 2014 год



В работе представлены результаты расчетно-теоретического исследования обтекания пространственной модели палубного истребителя F/A-18 в полной компоновке. Расчеты выполнены с использованием программного комплекса для численного моделирования аэротермодинамики и аэрофизики интегральной компоновки летательного аппарата (ЛА) произвольной конфигурации, разработанного в Институте проблем механики им. А.Ю. Ишлинского РАН (ИПМех РАН). Выбор конфигурации ЛА обусловлен наличием экс-периментальных данных, которые были получены в ходе наземных и летных испытаний. На примере решения задачи внешнего обтекания сложной пространственной конфигурации F/A-18 проводится тестирование разработанной трехмерной вычислительной аэротермодинамической модели. Для выбранной конфигурации выполнен полный цикл работ по компьютерному моделированию – от создания виртуальной поверхности летательного аппарата сложной геометрии, и сеточной модели, до получения полного набора аэротермодинамических данных. Для исследуемой конфигурации вычислены: тепловые характеристики поверхности; локальные, интегральные и моментные аэродинамические характеристики летательного аппарата; изучен характер изменения указанных характеристик от угла атаки в широком диапазоне полетных условий. С целью исследования эффективности управляющих поверхностей истребителя F/A-18 рассчитывались локальные, интегральные и моментные аэродинамические характеристики самолета при различных углах поворота органов управления.

летательные аппараты (ЛА), газовая динамика, математическое моделирование, вычислительная аэродинамика, программные комплексы, неструктурированные сетки

Ирина Васильевна Алексеева, Александр Петрович Будник, Александра Львовна Железнякова, Сергей Тимофеевич Суржиков

Том 15, выпуск 2, 2014 год



1. Железнякова А.Л., Суржиков С.Т. Численное моделирование гиперзвукового обтекания модели летательного аппарата X-43 // Физико-химическая кинетика в газовой динамике. 2011. Т. 11. http://www.chemphys.edu.ru/pdf/2011-02-01-030.pdf.
2. Котов М.А., Кузенов В.В. Создание сложных поверхностей гиперзвуковых летательных аппаратов системами САПР // Физико-химическая кинетика в газовой динамике. 2010. Т. 9. http://www.chemphys.edu.ru/pdf/2010-01-12-039.pdf.
3. Железнякова А.Л., Суржиков С.Т. Построение пространственных неструктурированных сеток для задач аэротермодинамики методом молекулярной динамики // Доклады Академии наук. 2011. Т. 439. №1. С. 42–47.
4. Zheleznyakova A.L., Surzhikov S.T. Molecular dynamic-based unstructured grid generation method for aerodynamic application // Computer Physics Communication. 2013. Vol.184, Pp.27112727.
5. Железнякова А.Л., Суржиков С.Т. Построение двумерных неструктурированных сеток методом молекулярной динамики // Физико-химическая кинетика в газовой динамике, 2011. Т.11. http://www.chemphys.edu.ru/pdf/2011-02-01-031.pdf.
6. Белоцерковский О.М., Давыдов Ю.М. Метод крупных частиц в газовой динамике. – М.: Наука, 1982. – 391 с.
7. Марчук Г.И. Методы расщепления. – М: Наука, 1988. – 263 с.
8. Железнякова А.Л. Метод расщепления по физическим процессам для решения задач гиперзвуковой аэродинамики на неструктурированных сетках // Физико-химическая кинетика в газовой динамике. 2013. Т.15. http://www.chemphys.edu.ru/pdf/2013-04-29-010.pdf.
9. Liou M.S., Steffen C. A New Flux Splitting Scheme – J. Comput. Phys., Vol. 107, 23-39, 1993.
10. Quick H.A. Estimation of aerodynamic load distributions on the F/A-l8 aircraft using a CFD panel code. DSTO-TR-0147. 44 p.
11. Banks D.W., Fisher D.F., Hall R.M., Erickson G.E., Murri D.G. The F/A-18 High-Angle-of-Attack Ground-to-Flight Correlation: Lessons Learned. NASA Technical Memorandum 4783. 42 p.