Наукові конференції України, Інновації молоді в машинобудуванні 2019

Розмір шрифту: 
РОЗРАХУНОК ПАНЕЛЬНОГО ФЛАТЕРА КРИЛА ПОВІТРЯНОГО СУДНА
О. І. Новосельський, О. О. Боронко

Остання редакція: 2019-05-20

Анотація


При русі повітряного судна на певній швидкості виникає флатер, який характеризується наростаючими автоколиваннями пружних частин літака, що може призвести до швидкого руйнування конструкції повітряного судна. Тому флатер вважають одним із найнебезпечніших аеропружних явищ яке потребує ґрунтовного наукового вивчення, в тому числі і пошуків та теоретичного обґрунтування оптимальних математичних моделей для визначення моменту досягнення критичної швидкості панельного флатера з урахуванням всіх наявних факторів, зокрема і жорсткості крила літака.

Дослідження панельного флатера, у науковій літературно-джерельній базі, в основному зорієнтовані на розв’язок нелінійних задач – після яких можна дати оцінку коливної нестійкості  при досягненні  критичної швидкості панельного флатера.

Вирішення питання усунення небезпеки коливної нестійкості, було надане лінійною «поршневою» теорією, яка пропонує як один із варіантів розрахунку якості конструкції дослідження залежності визначення критичної швидкості дивергенції та критичної швидкості флатера від параметра жорсткості крила повітряного судна, оскільки жорсткість на пряму впливає на величину критичної швидкості.

Одним із варіантів вирішення даної проблеми став математичний метод Бубнова-Гальоркіна. Даний метод  пропонує систему рівнянь, з яких знаходитися критична швидкість флатера через від’ємні значення швидкості що демонструють наявність флатера при потоках напрямлених від защемлення до вільного кінця крила літака.

На підставі використання методу Бубнова-Гальоркіна, можна  виявити і залежність критичної швидкості панельного флатера від жорсткості крила літака та оптимальну жорсткість крила повітряного судна. Таким чином, використання змінного параметру жорсткості від 0,1 ⸳105 МПа до 1 ⸳105 МПа дозволяє:

-           теоретично змоделювати розрахунок надійності повітряного судна, дослідити критичну швидкість панельного флатера в залежності від показника жорсткості крила моделі повітряного судна;

-          продемонструвати залежність стійкості системи від швидкості газового потоку та визначити критичну швидкість панельного флатера і дивергенції.

-          побудувати у розрахунковій програмі Excel графіки залежності критичної швидкості від жорсткості крила повітряного судна що демонструють вплив параметра жорсткості крила повітряного судна на критичну швидкість:

-          з’ясувати найбільшу і найменшу величину критичної швидкості дивергенції та панельного флатера.

Тому, спрощення математичних розрахунків передбачає застосування умови викривлення серединної поверхні, яку можна прийняти циліндричною при достатньо великій доважені крила.

Таким чином, розрахунок панельного флатера крила повітряного судна на базі математичного методу Бубнова-Гальоркіна, демонструє пряму залежність критичної швидкості від параметру жорсткості крила: найбільша та найменша величина критичної швидкості дивергенції та панельного флатера досягається при однакових мінімальних та максимальних значеннях параметрів жорсткості крила, що відображається через відповідні графіки побудовані в програмі Excel. Отримані результати можуть бути використані на розрахунках надійності повітряних суден.


Ключові слова


панельний флатер, крило літака, жорсткість, критична швидкість.