ИСТИНА

Поставлена и решена задача о форме волнолета максимального аэродинамического качества, построенного на плоской ударной волне и имеющего плоскость симметрии, при двух изопериметрических условиях: заданы удельный объем волнолета и коэффициент подъемной силы. Кроме давления в модели взаимодействия потока с поверхностями волнолета присутствует трение, изменяющееся, как на пластине, независимо вдоль каждой хорды от передней к задней кромке. Верхняя поверхность волнолета направлена по набегающему потоку и не возмущает его. Нижняя поверхность состоит из прямых, составляющих одинаковый угол α с невозмущенным потоком. Ранее была рассмотрена задача с независимыми функциями, описывающими переднюю кромку и донный срез волнолета. Ее решением является V-образное крыло в качестве нижней поверхности с направлением передних кромок, удовлетворяющим условию допустимого теплового потока, и произвольная форма донного среза, которая при заданных числе Маха невозмущенного потока и угле α не приводит к существованию областей взаимного влияния в окрестности задней кромки нижней поверхности волнолета. Существенное отличие рассматриваемой задачи от упомянутой состоит в задании донного среза у искомого волнолета максимального аэродинамического качества, состоящего из двух симметричных плоских поверхностей, что представляется важным конструктивным элементом в приложениях, обеспечивающим удобную установку различных энергетических и управляющих элементов летательного аппарата. Экстремаль – распределение длины хорды волнолета в плане по размаху находится с использованием метода локальных вариаций, адаптированного к вариационной задаче с двумя указанными выше изопериметрическими условиями. Тестовые расчеты показали сходимость к одному решению от разных начальных форм волнолета в плане с одинаковыми удельными объемами, коэффициентами подъемной силы и прочими определяющими параметрами задачи. Определена форма оптимального волнолета при отсутствии и наличии ограничений на длину и размах волнолета, а также на тепловой поток к передней кромке при различных комбинациях определяющих параметров и состояниях пограничного слоя. Показано, что при отсутствии ограничения на размах абсолютно оптимальный волнолет не содержит боковых шайб, тогда как при наличии такового шайбы могут иметь место. Установлено, что превышение аэродинамического качества у оптимального волнолета может составлять несколько процентов по сравнению с качеством эквивалентного волнолета, выбранного как начальное приближение. Работа выполнена при частичной финансовой поддержке РФФИ (проект № 15-01-02361).