Обледенение уменьшает подъемную силу крыла на 30% - исследование

Новосибирск. 1 октября. ИНТЕРФАКС - Специалисты Новосибирского государственного технического университета (НГТУ НЭТИ) разработали методику численного моделирования процессов обледенения аэродинамических поверхностей летательного аппарата, сообщает пресс-служба университета.

"Результаты работы могут быть применены при проектировании противообледенительных систем и оценке аэродинамических характеристик воздушного судна", - говорится в сообщении.

В результате выполненных исследований были представлены результаты моделирования обтекания поверхности аэродинамического профиля и получены результаты динамики обледенения.

"На основе полученных данных был сделан вывод о том, что наличие на поверхности аэродинамического профиля ледяной структуры уменьшает подъемную силу более чем на 30% и увеличивает лобовое сопротивление более чем на 20% (в зависимости от исходных параметров)", - говорится в сообщении.

По словам завкафедрой технической теплофизики НГТУ НЭТИ Максима Горбачева, при обледенении изменяется структура обтекания аэродинамических поверхностей, в результате уменьшает подъемную силу крыла, негативным образом сказывается на эффективности системы управления, вызывает потерю тяги, рост турбулентного следа, а также приводит к увеличению массы воздушного судна.

При этом, отмечает ученый, летные испытания не являются надежным инструментом, поскольку трудно заранее определить местоположение вызывающих обледенение облаков.

В области моделирования обледенения основная цель состоит в том, чтобы понять физику образования льда, попытаться предсказать форму ледяных наростов на основе условий полета и условий окружающей среды.

"Для этого необходимо рассчитать траектории движения капель и определить коэффициент осаждения на рассматриваемых аэродинамических поверхностях", - рассказал Горбачев.

Моделирование динамики нарастания слоя льда на поверхности профиля состояло из следующих этапов: рассчитывалось поле скоростей, давлений, плотности воздуха (и других параметров) около рассматриваемого аэродинамического профиля (для этого решалась система дифференциальных уравнений); по известному полю скоростей рассчитывались траектории движения и осаждения капель воды на поверхности; рассчитывалась форма образующегося льда.

Разработанная методика была проверена в контексте двумерных и трехмерных задач. Ученые планируют провести параметрические исследования влияния исходных параметров на динамику образования льда, а также разработать рекомендации по предотвращению или уменьшению льдообразования.

Методика численного моделирования процесса обледенения может использоваться при проектировании противообледенительных систем, оценке аэродинамических характеристик различных летательных аппаратов, в том числе БПЛА, а также при проектировании ветрогенераторов, башенных кранов, мостов и других инженерных конструкций.