ИСТИНА

Решетчатое крыло представляет собой ячеистую пространственную систему из большого числа тонких планов. В результате интерференции возмущений от соседних планов, образующих каналы решетки, в каналах могут возникать сложные ударно-волновые и отрывные структуры, влияющие на режимы обтекания решетчатого крыла. Представлены результаты численного и экспериментального исследования сверхзвукового обтекания решетчатых крыльев под углом атаки. Эксперименты выполнены в аэродинамических трубах А-7 и А-8 НИИ механики МГУ при числах Маха 2.5 и 3.0. Осуществлялась визуализация спектра обтекания моделей решетчатого крыла сотовой конструкции при непрерывном изменении угла атаки в сторону увеличения и обратно в диапазоне 0-45 градусов. Локальная структура течения в каналах решетки крыла исследовалось на модели биплана, образованного плоскими параллельными пластинами с заостренной передней кромкой. Расчетное исследование выполнено в вязкой и невязкой двумерной постановке задачи. Результаты расчетов сопоставляются с данными визуализации, а также сравниваются с существующими экспериментальными данными по аэродинамическим характеристикам решетчатых крыльев рамной конструкции. Взаимодействие скачков уплотнения от передних кромок планов с пограничным слоем на стенках каналов решетки приводит к отрыву потока на подветренной стороне планов, вследствие чего в каналах решетки возникают отрывные структуры со скачками уплотнения перед ними. Эти структуры распространяются вверх по потоку по мере увеличения угла атаки, достигая передних кромок планов. Интерференция скачков приводит к существенной перестройке ударно-волновой структуры на входе в каналы, присоединенные скачки слабого семейства на наветренной стороне планов перерождаются в присоединенные скачки сильного семейства с дозвуковой областью за ними. В результате при некотором критическом угле атаки происходит запирание каналов и переход к режиму обтекания с отошедшей ударной волной перед решеткой. При уменьшении угла атаки происходит обратная смена режимов обтекания. Критический угол атаки – возрастающая функция числа Маха набегающего потока, степени геометрической проницаемости и относительного шага решетки. Результаты численного моделирования согласуются с данными экспериментов. Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (проект № 12-01-00985).