Підвищення паливної ефективності літа ка є однією із основних вимог, які висувають ся до перспективних літальних апаратів та літальних апаратів, які модернізуються. Проведено оцінку зміни аеродинамічної якос ті і, як наслідок, підвищення паливної ефек тивності дальнього магістрального літака при застосуванні перспективних засобів під вищення аеродинамічної якості. До зазначе них засобів відносяться: відмова від меха нізації кромок крила та від традиційних органів керування шляхом застосування адаптивного крила, штучна ламінарізація течії навколо елементів планеру, застосу вання кінцевих аеродинамічних поверхонь. Відмова від традиційних органів керуван ня та механізації крила зумовлена необхід ністю забезпечення безшовної поверхні еле ментів планера для запобігання передчасної турбулізації течії і, як наслідок, призво дить до зменшення профільного опору літа ка. Застосування кінцевих аеродинамічних поверхонь направлене на зниження індук тивного опору. Визначення зміни паливної ефективності літака дозволить оцінити зміну його експлуатаційних витрат протя гом життєвого циклу. Дослідження проведено на основі відомо го модульного програмного комплексу «Інте грація 2.1». Інженерноштурманський роз рахунок виконувався для типового профілю польоту дальнього магістрального літака. Показана можливість зменшення витрати палива до 20 %. Найбільший вплив на зменшен ня витрати палива має ламінарізація течії на поверхні елементів планеру, при цьому зменшення витрати палива склало 17,1 %. Відмова від механізації та елеронів забезпе чила зменшення витрати палива на 3,9 %, при цьому відмова від елеронів, передкрилка та закрилка забезпечило зменшення витра ти палива на 0,4, 1,5 та 0,4 відсотків від повідно. Застосування спіроідних кінцевих аеродинамічних поверхонь забезпечило змен шення витрати палива на 1,95 % Ключові слова: аеродинамічна якість, паливна ефективність, адаптивне крило, штучна ламінарізація, спіроідні кінцеві аеро динамічні поверхні UDC 629.7.
This paper reports a modernization concept of aircraft An-26 and An-140 based on the use of a hybrid basic propulsion system (HBPS). The study object is the aircraft of transport and passenger categories in the weight dimension from 20 to 25 tons. The analysis of the ways of modernization has shown that under the new market conditions two directions in the development of light aircraft «Antonov» become relevant. The first is the modernization of the existing fleet of An-26, the second is the construction of an An-140T ramp transport variant based on the An-140 aircraft. One of the considered ways of such modernization is to equip the aircraft with hybrid basic propulsion systems consisting of the gas-turbine and power electric motors, which drive the rotation of the propeller. The use of HBPS makes it possible to optimize the operation of the gas-turbine engine over a narrow traction-speed range -only for the cruising section of the flight. This makes it possible to design a GTE with high fuel and weight efficiency. In this case, noise and harmful emissions could be significantly lower. The analysis has been given of existing aviation hybrid propulsion systems with recommendations on the choice of the optimal scheme to modernize aircraft An-26 and An-140. It is proposed to solve the task by choosing the option of a basic propulsion system with a moderate degree of hybridization, based on the well-established engine TV3-117VMA-SBM1.That improves the flight range of An-26 and An-140 with a payload capacity of 4.5-5 tons by 1.4-1.7 times, respectively. The results obtained confirm the correctness of the proposed modernization concept. The analysis results demonstrate a significant improvement in the flight characteristics of the aircraft, as well as compliance with current and projected environmental standards. The results reported could be recommended for the practical modernization of aircraft An-26 and An-140
In order to maintain the competitive advantage of the medium short takeoff and landing transport aircraft, the task must be solved of ensuring takeoff and landing on the ground runways with a length of 600-800 m when installing a turbojet engine. When the engines are installed on the pylons under the wing, this is achieved by using a «forced» turn of the jet of engines when the flaps are released at an angle of 60°. We have found the mutual location of the wing and the engine on its stagger, based on the position relative to the construction plane of the wing and the angle of installation. A reciprocal arrangement has been determined, making it possible to maximize the lift force owing to the turn of the jet stream. It has been shown that this achieves the continuous flow around the sections of the flaps when they are deflected at a 60-degree angle. We have analyzed the temperature effect of the jet stream on the mechanization and the aircraft wing at the stages of takeoff and landing at different positions of engines under the wing, at different flight speeds and angles of attack. The effect of mechanization on the distribution of jet stream speeds and temperatures has been analyzed. It is shown that decreasing the distance between the engine nozzle and the lower surface of the wing leads to an increase in the angle of the jet stream deviation. We have identified those tail section zones of the flap, which require special execution to operate at temperatures above 400 °C. The impact of the jet stream on aircraft's drag in the cruising configuration has been analyzed, as well as the scheme of engine arrangement on the aircraft's electrically dependent systems. We have shown the absence of the impact of the jet stream on the aircraft's drag in the cruising configuration, the reduction of fuel consumption at cruising modes, as well as the favorable impact exerted on the electrically dependent systems due to the significant reduction of gas-dynamic losses along the power plant tract. Ways to modernize the transport aircraft type of An-70 have been proposed to ensure its superiority in its class
Для створення нових конкурентних переваг середніх магістральних літаків Ан-148 і Ан-158 розглядається застосування на цих літаках двигуна Д-436-148ФМ. Це дозволить розширити експлуатаційний діапазон польотів літаків, зменшити шум на місцевості та емісію шкідливих викидів з двигуна. Відмінною особливістю є досягнення тяги двигуна Д-436-148ФМ на максимальному надзвичайному режимі на 19,4 % вище тяги двигуна Д-436-148Д. Це стало можливим шляхом оптимізації вентилятора, удосконалення камери згоряння і турбінного каскаду. Виконано необхідний обсяг стендових і льотних випробувань. В даний час завершується сертифікація двигуна. На ДП «Антонов» і ДП «Івченко-Прогрес» вивчено питання по установці двигуна Д-436-148ФМ на літаки сімейства Ан-148 і Ан-158. Будь-яких змін конструкції двигуна і літака не потрібно. Двигун встановлюється на тіж пілони без змін мотогондоли і капотів двигуна. Досліджені енергозалежні системи, які пов'язані з двигуном. На режимах застосування двигуна згідно Керівництва з льотної експлуатації літаків в принципових змінах пов'язаних систем потреби немає. Виконано інженерний аналіз порівняння льотно-технічних і злітних характеристик літака Ан-158 з двигуном Д-436-148Д і Д-436-148ФМ. Дані отримані в результаті обробки льотних випробувань сертифікованого літака Ан-158 з урахуванням трубних досліджень, льотних випробувань літака Ан-178, даних Керівництва з льотної експлуатації літака Ан-158 і висотно-швидкісних характеристик двигунів Д-436-148Д та Д-436-148ФМ. Прийняті в розрахунку висотно-швидкісні характеристики двигуна Д-436-148ФМ підтверджені в льотних випробуваннях літака Ан-178. Виконана техніко-економічна оцінка заміни двигунів, яка заснована на порівнянні техніко-економічних характеристик літака Ан-158 з двигуном Д-436-148Д і Д-436-148ФМ при експлуатації в різних атмосферних умовах. Запропоновано принцип створення сімейства літаків транспортної категорії різної конфігурації та призначення на базі одного двигунаКлючові слова: сімейство літаків, авіаційний двигун, аеродинамічні характеристики, висотно-швидкісні характеристики, експлуатаційні витрати UDC 629.7.
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.
hi@scite.ai
10624 S. Eastern Ave., Ste. A-614
Henderson, NV 89052, USA
Copyright © 2024 scite LLC. All rights reserved.
Made with 💙 for researchers
Part of the Research Solutions Family.