|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
Интеллектуальная Система Тематического Исследования НАукометрических данных |
||
ОБ ОСОБЕННОСТЯХ МАШУЩЕГО ПОЛЕТАтезисы доклада
- Автор: Котелкин В.Д.
- Сборник: Ломоносовские чтения 2024
- Серия: Механика
- Тезисы
- Год издания: 2024
- Место издания: Изд-во Московского университета Москва
- Аннотация: При численном моделировании машущего полета несущая фаза описывается конечно-разностными уравнениями Навье-Стокса, а крыло имитируется ансамблем лагранжевых частиц. Расчеты проводятся в двух плоскостях – параллельной и ортогональной направлению полета. Моделирование обтекания вертикально осциллирующего крыла позволяет визуализировать вихревую дорожку В.В. Голубева и наглядно показать его основной результат ‒ создание силы тяги. Моделирование обтекания крыла, использующего восьмеркообразную, поступательно-вращательную кинематику, выявило её смысл и преимущество. Повороты крыла, сопровождаемые одновременным отводом его назад со скоростью потока и опусканием, ликвидируют появление негативных силовых воздействий (а при умелом выполнении этого маневра усиливают и подъемную силу и силу тяги). Визуализация процесса показывает, что проводка крыла при взмахе между интенсивными вихрями, создаваемыми крылом при резкой отмашке, способствуют безотрывному обтеканию. Таким образом, наше моделирование подтверждает гипотезу академика Г.И. Петрова об искусстве полета птиц, "как в идеальной жидкости", представляющую основополагающий принцип аэродинамики машущего полета. Альтернативное моделирование машущего полета в плоскости, ортогональной направлению полета, позволяет исследовать другую используемую птицами и насекомыми кинематику крыльев. Визуализация динамики вихрей, создаваемых при этой чисто вращательной кинематике, демонстрирует образование парных структур (2-х близко расположенных вихрей, вращающихся в противоположных направлениях), которые перемещаются значительно быстрее одиночных вихрей. Такая вихревая дорожка имеет (не шахматный) симметричный вид и создаёт более энергичный спутный поток, который увеличивает подъемную силу. Исследование аэродинамики складных крыльев показало, что этот прием позволяет втрое уменьшить усилия, которые требуются птицам для совершения маховых движений. Поэтому основным преимуществом складных крыльев является 2-3 кратная экономия энергии, затрачиваемой на работу крыльев при машущем полете. Идентичность результатов для изогнутых и плоских крыльев свидетельствует о ведущей роли кинематики и наводит на предположение, что выпуклость крыльев, в первую очередь связана не с аэродинамикой, а с биологическими особенностями строения тела, с улучшением сбережения тепла. Замена изогнутых крыльев плоскими пластинами упрощает и расширяет возможности конструирования новых летательных аппаратов. В частности, появляется возможность создания гибридного летательного аппарата, сочетающего преимущества машущего и винтового движителей. Проведено моделирование и вычислены аэродинамические характеристики 4-х лопастного воздушного колеса.
- Добавил в систему: Котелкин Вячеслав Дмитриевич