On the construction of an optimal aerodynamic configuration for a high-speed aircraft with an in-tegrated propulsion system




In this optimization calculation, using the example of a geometric analogue of the high-speed aircraft, an attempt is made to construct an optimal aerodynamic design.
The purpose of the optimization was to find the shape of the fuselage and the angle of installation of the wings, which create the maximum lift-to-drag ratio. The problem is solved with a constant volume of the fuselage and a constant geometry of the propulsion system.
The paper demonstrated the possibility of increasing the lift-to-drag ratio using an optimization calculation.

optimization, lift-to-drag ratio, high speed aircraft


Volume 22, issue 6, 2021 year


О построении оптимальной аэродинамической компоновки высокоскоростного летательного аппарата с интегрированной силовой установкой

В работе рассматривается задача о построении оптимальной аэродинамической компоновки высокоскоростного летательного аппарата (ВЛА) с интегрированной силовой установкой с использованием метода локальных вариаций. Метод реализует оптимизацию аэродинамической формы по критерию аэродинамического качества К при заданных объеме фюзеляжа, форме в плане и неизменной геометрии силовой установки.
В качестве исходных данных в оптимизационном расчете приняты форма в плане и габариты силовой установки известного из литературы ВЛА. С применением авторского решателя определена форма фюзеляжа и угол установки крыльев, при которых реализуется максимальное аэродинамическое качество Kmax. Полученные результаты подтверждают хорошую применимость предложенных методов.

оптимизация, аэродинамическое качество, ВЛА


Volume 22, issue 6, 2021 year



Исходная конфигурация исследуемой модели

View
576.3 KB

Конечная конфигурация исследуемой модели

View
628.2 KB


Ускоренная запись процесса оптимизации

View
3.8 MB



1. Peebles C. Road to Mach 10: Lessons Learned from the X-43A Flight Research Program // 2008, American Institute of Aeronautics and Astronautics.
2. D.M. Fofonov. Optimizatsiya aerodinamicheskoy komponovki giperzvukovykh letatel'nykh apparatov (Optimization of the aerodynamic composition of hypersonic aircraft). Kosmonavtika i raketostroyeniye. 2010, № 1(58), pp.17-26.
3. F.L. Chernousko. Metod lokal'nykh variatsiy dlya chislennogo resheniya variatsionnykh zadach (Method of local variations for the numerical solution of variational problems), Zh. vychisl. matem. i matem. fiz., 1965, vol. 5, № 4, pp. 749–754.
4. Techeniya gaza s bol'shoy sverkhzvukovoy skorost'yu (Gas flows at high supersonic speed. G.G. Chernyy). Moscow, Fizmatgiz, 1959.