Сandidate of Technical Sciences, Director of the Institute of additional vocational education, associate professor at Aerospace Thermal Engineering Dept., Moscow Aviation Institute (National Research University), Moscow. Research interests: high-enthalpy flows, heat and mass transfer, gas dynamics, turbulence, aircraft aerodynamics
кандидат технических наук, доцент кафедры авиационнокосмической теплотехники Московского авиационного института (национальный исследовательский университет). Область научных интересов: высокоэнтальпийные течения, тепломассообмен, газовая динамика, турбулентность, аэродинамика летательных аппаратов
Candidate of Technical Sciences, researcher at Aerospace Thermal Engineering Dept., Moscow Aviation Institute (National Research University), Moscow. Research interests: heat and mass transfer, gas dynamics, turbulence, aircraft aerodynamics
кандидат технических наук, научный сотрудник кафедры авиационно-космической теплотехники Московского авиационного института (национальный исследовательский университет). Область научных интересов: тепломассообмен, газовая динамика, турбулентность, аэродинамика летательных аппаратов
Doctor of Technical Sciences, Director of the Scientific Research and Flight Test Centre at “Vympel” State Machine Building Design Bureau, Moscow. Research interests: flight dynamics of control objects, dynamics of complex mechanical systems as a part of aircraft systems
доктор технических наук, директор Научно-исследовательского и летно-испытательного центра АО «Государственное машиностроительное конструкторское бюро “Вымпел” им. И.И. Торопова». Область научных интересов: динамика полета объектов управления, динамика сложных механических систем в составе авиационных комплексов
Сandidate of Technical Sciences, associate professor at Aerospace Thermal Engineering Dept., Moscow Aviation Institute (National Research University), Moscow. Research interests: high enthalpy flows, heat and mass transfer, gas dynamics, turbulence, radiative heat transfer
кандидат технических наук, доцент кафедры авиационнокосмической теплотехники Московского авиационного института (национальный исследовательский университет). Область научных интересов: высокоэнтальпийные течения, тепломассообмен, газовая динамика, турбулентность, излучение
The purpose of this paper is to develop reliable methodology for numerical modeling of the interference between parent aircraft and ejectable payload and to investigate the influence of the interference on aerodynamic characteristics of the payload. An appropriate algorithm for the said problem is proposed. A mathematical model for supersonic flow around a solid body as well as its finite volume discretization process is described. In the presented mathematical model, a turbulence model is added to the Navier-Stokes system of equations. Namely, Menter’s SST model was chosen. Coupled solver algorithm is reviewed. Implicit Euler scheme is used for time discretization and Newton’s method is implemented to linearize the system of equations. The specifics of determining the appropriate boundary conditions and nondimensionalization of the aerodynamic coefficients are described. The calculations for the isolated payload were performed on an unstructured grid with 9 million cells and for the payload interfered by the parent aircraft - on a 24 million grid. As a result, the summarized aerodynamic characteristics for the payload were obtained for the isolated payload as well as for the payload in presence of the parent aircraft. The characteristics of the isolated object are compared with the ones of the object in presence of the parent aircraft in two different positions - Y rel = 0 m and Y rel = 0.6 m. The developed method was verified using wind tunnel data. It was identified that in presence of the parent aircraft, the coefficients of normal and side force are not zero as opposed to the isolated payload. Moving away from the parent aircraft decreases the interference and thus the side force, as well as the pitch and yaw torques. The obtained results show that the proposed method could be used in other cases of aerodynamic interference between moving objects.
Целями данной работы были разработка достоверной методики численного моделирования интерференции между самолетом-носителем и отделяемой полезной нагрузкой, исследование влияния интерференции на аэродинамические характеристики отделяемой нагрузки. Предложен алгоритм решения задачи влияния интерференции на поведение отделяемого объекта. Описана математическая модель обтекания твердого тела сверхзвуковым потоком. В качестве модели турбулентности течения использована модель турбулентности Ментера SST. Рассмотрены схема работы связанного решателя, методы дискретизации уравнений по времени в сочетании с линеаризацией потоков по методу Ньютона. Описаны особенности задания граничных условий и обезразмеривания аэродинамических характеристик исследуемого объекта. Исследования обтекания изолированного объекта проводились на неструктурированной расчетной сетке. Получены суммарные аэродинамические характеристики отделяемого объекта, как изолированного тела, так и в присутствии самолета-носителя. Проведено сравнение полученных аэродинамических характеристик изолированного изделия с аэродинамическими характеристиками, действующими на изделие, в присутствии носителя. Разработанная методика верифицирована по данным продувок. Представлены данные о влиянии носителя на аэродинамические характеристики отделяемой нагрузки. Сделан вывод о возможности использования предложенной методики при исследовании взаимного влияния движущихся в воздушной среде объектов.