2 / 15
При разработке наукоемкого изделия на стадиях эскизного и техни-
ческого проектирования возникает задача формирования и уточнения
общего облика конструкции, которая характеризуется необходимостью
создания и проверки моделей и макетов. Для летательного аппарата
(ЛА) при решении такой задачи необходимо выполнить значительный
объем газодинамических экспериментов, подразумевающих определе-
ние как характеристик внешнего обтекания конструкции, так и параме-
тров потока в элементах газодинамического тракта силовой установки.
Эти работы можно упрощенно разделить на три вида: натурный, чи-
сленный и модельный эксперименты.
Проведение натурных экспериментов для элементов конструкции
ЛА, работающих на значительных высотах и скоростях, затратно [1]
(как по стоимости, так и по времени) и зачастую практически не реа-
лизуемо в условиях наземной стендовой базы. Достоверность числен-
ного эксперимента во многом зависит как от корректности построен-
ной модели испытуемого объекта, так и от точного и полного учета
условий и граничных параметров, влияющих на исследуемый образец.
Под модельным экспериментом в данном случае понимается сово-
купность следующих допущений и мероприятий:
— конструкция ЛА (элемента ЛА) упрощается до макета или мо-
дели, которую возможно изготовить и испытать на имеющейся в рас-
поряжении исследователей стендовой базе;
— упрощения проводятся с учетом принципа подобия геометри-
ческих параметров испытуемого объекта и соответствующих свойств
окружающей среды;
— результаты натурного модельного эксперимента сравниваются
с результатами соответственно подготовленного численного экспери-
мента (верификация);
— в случае расхождения результатов выполняется пересмотр усло-
вий и повторение испытаний (как правило, повтор численного экспе-
римента с новыми условиями).
Фактически, полным модельным экспериментом являются два экс-
перимента — натурный и численный, соответствующие друг другу.
Таким образом, модельный эксперимент в совокупности с принципа-
ми подобия позволяет уточнять данные для математического моде-
лирования и постановки (частично) верифицированного численного
эксперимента для условий, недостижимых на имеющейся стендовой
базе.
Состояние вопроса.
В обеспечение модельного эксперимента
можно отметить ряд современных тенденций и технологий, без кото-
рых качество, сроки и стоимость модельного эксперимента вызывали
бы сомнения в его целесообразности.
30 ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2016. № 1