Ученые ЦАГИ предложили новый метод измерения для аэродинамического эксперимента
От точности данных, полученных экспериментальной аэродинамикой, зависит проектирование конкурентоспособного, высокоэффективного летательного аппарата. Ученые Центрального аэрогидродинамического института имени профессора Н.Е. Жуковского (входит в НИЦ «Институт имени Н.Е. Жуковского») непрерывно совершенствуют методику проведения испытаний – примером служит создание нового метода измерения нестационарных нагрузок в аэродинамической трубе.
При проведении аэродинамических испытаний необходимо определять широкий спектр характеристик модели летательного аппарата, в том числе нестационарных нагрузок – быстро изменяющихся в процессе исследования сил и моментов, действующих на модель. Для измерения таких нагрузок исследователи применяют тензометрические весы – упругую систему, что существенно усложняет решаемую задачу, так как нестационарные нагрузки измеряются с помощью динамической системы.
Для решения этой проблемы ученые использовали математическую модель, которая представляет чувствительные компоненты весов в качестве пружин с демпфированием. Специалисты предложили и запатентовали оригинальный метод решения задачи измерений как для инерциальной, так и неинерциальной систем координат. Он применим во всем диапазоне рабочих частот тензометрических весов, включая и собственную, и позволяет определять нестационарную нагрузку в любой момент времени.
«Мы верифицировали математическую модель результатами экспериментальных исследований. Метод успешно апробирован в опыте с приложением силы, по форме напоминающей ступеньку, и продемонстрировал высокую точность. Так, погрешность измерения нестационарной продольной силы с помощью шестикомпонентных весов не превышает 1%», – подчеркнул начальник лаборатории отделения аэродинамики самолетов ФАУ «ЦАГИ» Антон Горбушин.
В дальнейшем ученые планируют переходить к отладке метода в реальном аэродинамическом эксперименте.
Актуальность разработки обусловлена высокой востребованностью ее применения при проведении различных экспериментов в аэродинамических трубах: например, измерений при непрерывном изменении углов атаки или скольжения, испытаний в ударных и импульсных установках, колебании несущих поверхностей, моделировании порыва ветра или раскрытия парашюта.
Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского (входит в НИЦ «Институт имени Н.Е. Жуковского») основан 1 декабря 1918 года. Сегодня ЦАГИ – крупнейший государственный научный центр авиационной и ракетно-космической отрасли Российской Федерации, где успешно решаются сложнейшие задачи фундаментального и прикладного характера в областях аэро- и гидродинамики, аэроакустики, динамики полета и прочности конструкций летательных аппаратов, а также промышленной аэродинамики. Институт обладает уникальной экспериментальной базой, отвечающей самым высоким международным требованиям. ЦАГИ осуществляет государственную экспертизу всех летательных аппаратов, разрабатываемых в российских КБ, и дает окончательное заключение о возможности и безопасности первого полета. ЦАГИ принимает участие в формировании государственных программ развития авиационной техники, а также в создании норм летной годности и регламентирующих государственных документов.
Национальный исследовательский центр «Институт имени Н.Е. Жуковского» (далее – Центр) создан в соответствии с Федеральным законом от 4 ноября 2014 года № 326-ФЗ, принятым во исполнение поручения Председателя Правительства Российской Федерации В.В. Путина от 15 сентября 2011 года № ВП-П7-6543, для организации и выполнения научно-исследовательских работ, разработки новых технологий по приоритетным направлениям развития авиационной техники, ускоренного внедрения в производство научных разработок и использования научных достижений в интересах отечественной экономики.
Центр осуществляет от имени Российской Федерации полномочия учредителя и собственника имущества организаций в соответствии с перечнем, утвержденным Распоряжением Правительства Российской Федерации от 4 декабря 2015 года № 2489-р, в порядке и объеме полномочий, которые устанавливаются Правительством Российской Федерации.
В состав ФГБУ «НИЦ «Институт имени Н.Е. Жуковского» входят следующие предприятия: ФАУ «ЦАГИ» (г. Жуковский, Московская область); ФАУ «ЦИАМ им. П.И. Баранова» (г. Москва); ФАУ «ГосНИИАС» (г. Москва); ФАУ «СибНИА им. С.А. Чаплыгина» (г. Новосибирск); ФКП «ГкНИПАС» (пос. Белозерский, Московская область).
Источник: пресс-служба ЦАГИ