Инженеры Московского авиационного института разработали программный комплекс для расчёта аэроупругости крыла из композитных материалов. Метод позволяет выявлять потенциально опасные явления на ранних этапах проектирования, например, флаттер – быстро нарастающие колебания конструкции, или неконтролируемое закручивание крыла под нагрузкой – дивергенцию.
«Свойства конструкций из полимерных композитов зависят от направления деформации. Материал обладает высокой жёсткостью вдоль направления укладки волокон, тогда как при поперечном нагружении его прочностные характеристики могут существенно снижаться», – рассказал начальник бригады аэроупругости и внешних нагрузок лаборатории № 2 НИО-101 МАИ Станислав Коваль.
Методика МАИ объединяет расчёты статической и динамической аэроупругости на ранних этапах проектирования, позволяет получить более полную картину аэроупругих свойств конструкции и сократить время и ресурсы на проведение опытно-конструкторских работ.
«В основе разработки лежит единая модель, которая учитывает поведение конструкции под нагрузкой и её динамические характеристики. Это позволяет сократить количество итераций при проектировании. Ранее расчёты выполнялись последовательно: сначала оценивалась статическая прочность крыла, после чего проводился анализ динамической упругости», – пояснил Станислав Коваль.
От сырья до крыла МС‑21. В России сформирован полный цикл композитного производства
Для повышения точности расчётов метод учитывает дополнительные параметры конструкции. Станислав Коваль отметил, что согласно авиационным правилам математические расчёты не считаются полностью достоверными, пока не подтверждены экспериментами, поэтому в методику включены механизмы сопоставления полученных данных с результатами испытаний динамически подобных моделей.
Программный комплекс МАИ может использоваться при проектировании сверхзвуковых самолётов и беспилотных летательных аппаратов самолётного типа. Ещё одной областью применения могут быть возвращаемые космические аппараты, которые испытывают значительное сопротивление атмосферы при входе в плотные слои.
Проект выполнен в рамках программы «Приоритет-2030» и может найти применение при создании самолётов новых поколений, в том числе по схеме «летающее крыло». Следующим направлением станет практическое применение разработанного метода при проектировании новых авиационных и космических конструкций.
Другие статьи по теме
(6 оценок, среднее: 5,00 из 5)
Загрузка...