КАДЕНКО В.В.,РЕШЕТИН А.Г.

ОСОБЕННОСТИ АЭРОДИНАМИКИ ОРБИТАЛЬНОГО САМОЛЁТА МНОГОРАЗОВОЙ ТРАНСПОРТНОЙ КОСМ. СИСТЕМЫ «СПЕЙС ШАТТЛ» 

В обзоре,составленном по материалам иностранной научно-технической информации,проведен подробный анализ всех вопросов,связанных с аэродинамикой орбитального самолёта.Проанализированны объём,цели и направления кактеоретических методов расчета,так и экспериментальных исследований в аэродинамических трубах.Приведены результаты теоретических и экспериментальных исследований и проанализирована история развития аэродинамической компоновки «Спейс Шаттла».Дан подробный анализ физической картины обтекания и особенностей его аэродинамических характеристик.

 ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ РАБОТЫ ГРУППЫ АЭРОДИНАМИЧЕСКИХ КОЭФФИЦИЕНТОВ

1. Обработка информации об аэродинамике несущих корпусов (НК) по материалам открытых и закрытых источников.
2. Определение необходимого объема исходных данных по аэродинамике для обеспечения рабочего проектирования ОС и его аналогов : :

                           -   Аэродинамические коэффициенты для всех диапазонов скоростей и высот полёта

                             ( от М=0 до М= 28; от Н=0 до Н=300км. ) в рабочем диапазоне углов атаки и

                               скольжения ;

                           -   Эффект учёта влияния земли при посадке;

                           -   Штопорные характеристики  на дозвуковых скоростях полёта;

                           -   Коэффициенты шарнирных моментов органов управления и поворотных консолей;

                           -   Распределение давления по поверхности НК на всех режимах  полёта в полном 

                               диапазоне углов атаки и скольжения,в том числе с учётом влияния земли на  

                               посадочных режимах;

                           - Специальные вопросы аэродинамики,связанные с влиянием работы 

                              двигателя,характеристиками демпфирования  и десятками других

                              проблем,возникающими в процессе проектирования и изготовления изделия.

  3.Создание расчётных методов определения аэродинамических коэффициентов аппаратов различных конфигураций для всех диапазонов скоростей и высот.полёта

4.Создание математических методов  представления геометрии летательного аппарата для обеспечения возможности определения аэродинамических коэффициентов на ЭЦВМ; 

5. Создание технических заданий на проектирование и изготовление аэродинамических моделей.различного назначения для исследования в дозвуковых,трансзвуковых ,сверхзвуковых и гиперзвуковых трубах аэродинамических характеристик (весовые модели,модели дренированные для определения распределения давления по поверхности,тензометрированные- для определения шарнирных моментов и нагрузок на отдельные элементы компоновок,динамически подобные для исследования штопорных характеристик и флаттера,другие специализированные модели(исследование протока воздуха в двигателеЭхарактеристики пограничного слоя и т.д. и т. п.)

6. Методы обработки результатов трубных испытаний,пересчета их на натурные условия полета (по критериям подобия, и пр.)

7. Создание банков данных аэродинамических характеристик для реального изделия с возможностью аппроксимации и определения значения коэффициентов в любой точке многопараметрического  поля с учетом множества изменяемых в определенных допусках параметров – для обеспечения  работы динамикам при расчетах полета на ЭВМ и стендового моделирования,включая обучение летчиков и космонавтов для получения навыков пилотирования,а также для прчнистов при определении нагрузок на аппарат и его элементов на режимах,определяемых нормами прочности.

8. Создание методов обработки летных испытаний реального изделия и летающих моделей (типа Бор).

Группа аэродинамических коэффициентов,входившая в бригаду В.П. Найденова, состояла  из 8-и человек :Каденко В.В.,Старцев В.Ф.,Березкин,Герасимчук Н.Д.,Комаров А.А.,  Смирнова.Г.Д.,Белов А.П. и Порядина Г.Т.Первые годы после создания мы работали в тесном контакте с аэродинамиками основной Микояновской фирмы (Самсонов Е.А.,Ашневиц А.Я.,Пятахин В.И.,Иванов В.К.,Пятахина З.С.,Гринина,А.В. ).Кстати,это были,кроме Е.А.Самсонова, специалисты,переведенные к моменту начала работ над аванпроектом «Спирали» из фирмы Челомея. Они пришли в ОКБ-155 в 1965году, уже тогда,когда облик «Спирали» и её орбитального самолёта для аванпроекта.был  выбран силами газодинамиков,во главе с Л.П. Воиновым и проектным отделом во главе с Я.И.Селецким.Расчёты всех видов тепловых и силовых нагрузок на ОС провёл В.Е.Соколов,температурные схемы при спуске с орбиты выполнила З.К.Жавыркина,расчеты нестационарного нагревания конструкции сделал С.Ф.Тесленко,а температурную схему на орбите высотой 130 км.с учетом встречного молекулярного потока и излучения Солнца и Земли ,а также поляру и балансировку в молекулярном потоке выполнила Е.В. Лабунская.

 С тех пор облик ОС почти не изменился и аэродинамикам требовалось «только» обеспечить выбранную конфигурацию всем набором аэродинамических характеристик После нашего подключения к работам в 1967году,наша группа в течении некоторого времени «плавно» приняла эстафету на себя , и продолжая сотрудничество  с ОКБ и ЦАГИ по старым заделам,развернула целый ряд новых исследований,как этого потребовали рабочие планы работ по созданию аналогов и исследованиям на режимах спуска и посадки.Нами были уже практически самостоятельно спроектированы,изготовлены  и исследованы в аэродинамических трубах ЦАГИ несколько аэродинамических моделей,среди них были дренированная модель для исследования распределения давления,тензометрированная модель для исследования шарнирных моментов и нагрузок на элементы компоновки,модель для исследования штопора и т. дНеобходимо отметить,что проектирование моделей и сопровождение их в призводстве нам помогали лучшие конструктора из конструкторской бригады филиала, в их числе И.Г.Грачев и Е.К.Благодаров.Это конструктора «от бога».Мы провели также совместно с конструкторами (Морозов С.В. и др. ) в аэродинамической трубе Т101 ЦАГИ испытания  изделия 105-11 .с исследованием  не только весовых характеристик,но и состояние пограничного слоя и отрывных течений с помощью визуализации потока.С учётом новых результатов были уточнены исходные данные по аэродинамике и создан новый банк данных аэродинамических характеристик для динамиков  и банк данных по распределению давления на поверхности изделия для прочнистов,обеспечили получение заключения и разрешение на лётные испытания первому дозвуковому аналогу орбитального самолеа – изделию 105 – 11(штопор).Наработали много расчетного и экспериментального материала для перспективных работ,в том числе и для «Бурана».Этим и можно объяснить тот факт,что группа аэродинамики,обладающая опытом работ по "Спирали",  была переведена в Москву на НПО «Молния» для работ по «Бурану».

 Пример обзорных открытых докладов на конференции в МАИ

( Из серии  «Параметрические исследования» и «Обзоры по материалам зарубежной печати» )

БЕРЁЗКИН Г.В., КАДЕНКО В.В. 

АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ПАРАМЕТРИЧЕСКОГО РАСЧЁТА АППАРАТОВ С НЕСУЩИМ КОРПУСОМ НА ГИПЕРЗВУКОВЫХ СКОРОСТЯХ

х основных геометрических параметров ( Cmax, Хпк,Rнос и т. д. ).Произведен анализ влияния этих параметров на вторичные геометрические параметры (объём,центр объёма,смачиваемую поверхностьи т.д.) и на аэродинамические характеристики продольного и бокового каналов.Разработана приближенная методика и проведен параметрический расчёт по учёту сил трения на аэродинамическое качество «несущих корпусов»с различными значениями максимальной относительной толщины.Проведено сравнение полученных результатов с материалами экспериментальных исследований в аэродинамических трубах.

КАДЕНКО В.В.,СТАРЦЕВ В.Ф.

ОСОБЕННОСТИ АЭРОДИНАМИКИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ АППАРАТОВ С НЕСУЩИМ КОРПУСОМ.

В обзоре,составленном по материалам иностранной печати,анализируются история развития и создания экспериментальных аппаратов с несущим корпусом.Рассмотрены общие особенности их аэродинамической компоновки,определяемые специфическими условиями полёта.Проводится подробный анализ аэродинамических характеристик  аппаратов М2-F1, M2-F2, M2-F3, H L-10,X-24A и др.Определена зависимость аэродинамических коэффициентов этих аппаратов от геометрических параметров элементов их компоновки.Дается краткий анализ вопросов устойчивости и управляемости.Определены пути улучшения аэродинамики аппаратов с несущим корпусом с целью повышения несущих свойств и маневренных возможностей.