On the construction of the optimal aerodynamic design of a high-speed aircraft with specified payload geometry




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, which create the maximum lift-to-drag ratio. The problem is solved with a free volume of the fuselage and a specified geometry of the payload.
It is shown that with the optimization calculation, a configuration similar to the selected original and having high aerodynamic characteristics can be constructed from a "billet" of a high-speed aircraft that does not have aerodynamic properties.

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


Volume 22, issue 6, 2021 year


О построении оптимальной аэродинамической компоновки высокоскоростного летательного аппарата c заданной геометрией полезной нагрузки

В работе рассматривается задача о построении оптимальной аэродинамической компоновки высокоскоростного летательного аппарата с использованием метода локальных вариаций. Метод реализует оптимизацию аэродинамической формы по критерию аэродинамического качества К при заданной геометрии полезной нагрузки, форме в плане и свободном объеме фюзеляжа.
В качестве исходных данных в оптимизационном расчете приняты форма в плане и геометрия силовой установки проекта высокоскоростного летательного аппарата [1]. С применением авторского решателя определена форма фюзеляжа, реализующая 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
577.1 KB

Конечная конфигурация исследуемой модели

View
627.4 KB


Ускоренная запись процесса оптимизации

View
4.6 MB



1. Mutzman R.C., Murphy J.S. X-51 Development: A Chief Engineer's Perspective // 17th AIAA International Space Planes and Hypersonic Systems and Technologies Conference, 13 April 2011.
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.