Некоторые вопросы моделирования взлета и посадки на палубу корабля вертолета соосной схемы

Аннотация

Рассмотрены особенности взлета и посадки соосного вертолета на палубу корабля. Учет таких особенностей необходим для уточнения математической модели динамики полета вертолета соосной схемы, применяющейся в составе программно-математического обеспечения пилотажного стенда. Приведены требования к корабельным вертолетам в части полетных данных, необходимых для обеспечения безопасности полетов в зоне взлетно-посадочной площадки корабля. Проанализированы подходы к моделированию обтекания корабля: испытания масштабной модели корабля в аэродинамической трубе, численное моделирование обтекания корабля. Показано влияние качки корабля на структуру воздушного потока в зоне взлетно-посадочной площадки. Рассмотрен метод учета качки при исследовании обтекания взлетно-посадочной площадки на модели корабля в аэродинамической трубе. Проведен краткий обзор методов исследования в аэродинамической трубе взаимовлияния корабля и вертолета при выполнении взлетно-посадочных операций в зоне взлетно-посадочной площадки. Расчет нестационарного поля скоростей воздушного потока в зоне взлетно-посадочной площадки корабля выполнен без учета качки методом численного моделирования полноразмерной модели корабля произвольной формы. Выполнена оценка характеристик возмущенного воздушного потока в зоне взлетно-посадочной площадки корабля и сформирована методика расчета поля скоростей возмущенного воздушного потока в области взлетно-посадочной площадки корабля

Просьба ссылаться на эту статью следующим образом:

Баклан С.А., Шомов А.И. Некоторые вопросы моделирования взлета и посадки на палубу корабля вертолета соосной схемы. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение, 2026, № 1 (156), c. 4--21. EDN: FMYNMM

Литература

[1] Петросян Э.А. Аэродинамика соосного вертолета. М., Полигон-пресс, 2004.

[2] Соковиков Ю.Г. Применение вертолетов на авианесущих кораблях. М., Военное изд-во, 1989.

[3] Taymourtash N., Zagaglia D., Zanotti A., et al. Experimental study of a helicopter model in shipboard operations. Aerosp. Sc. Technol., 2021, vol. 115, no. 2, art. 106774. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ast.2021.106774

[4] Shuka S., Singh S.N., Sinha S.S., et al. A conceptual method to assess ship-helicopter dynamic interface. Proc. Inst. Mech. Eng. G, 2020, vol. 234, no. 5, pp. 1092--1116. DOI: https://doi.org/10.1177/0954410019896741

[5] Wall A., Thornhill E., Barber H., et al. Experimental investigations into the effect of at-sea conditions on ship airwake characteristics. J. Wind Eng. Ind. Aerodyn., 2022, vol. 223, art. 104933. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jweia.2022.104933

[6] Гузеев А.С., Морозова Е.А., Рудниченко А.А. Исследование структуры воздушного потока вблизи надводной части судна. Труды Крыловского государственного научного центра, 2024, т. 2, № 408, с. 53--58. EDN: KJUCWP

[7] Zhu N., Zhang Z., Gnanamanickan E., et al. Dynamics of large-scale flow structures within ship airwakes. AIAA Scitech Forum, 2022, art. 2532. DOI: https://doi.org/10.2514/6.2022-2532

[8] Вышинский В.В., Корняков А.А., Судаков Г.Г. Исследование вихревого следа за авианесущим кораблем. Научный вестник МГТУ ГА, 2011, № 172, с. 27--33. EDN: OUWNAP

[9] Вышинский В.В., Корняков А.А., Свириденко Ю.Н. Моделирование возмущенного поля скоростей в окрестности вертолетоносца типа "Мистраль". Труды МФТИ, 2014, т. 6, № 2, с. 114--121. EDN: SFRFCH

[10] Босняков И.С., Корняков А.А., Судаков Г.Г. Расчет поля скоростей в окрестности корабля при его движении, наличии градиентного ветра и качки. Труды МФТИ, 2015, т. 7, № 1, с. 28--35. EDN: TTMQKD

[11] Yuan W., Wall A., Thornhill E., et al. CFD aided ship design and helicopter opertion. J. Mar. Sc. Eng., 2022, vol. 10, no. 9, art. 1304. DOI: https://doi.org/10.3390/jmse10091304

[12] Gnanamanickan E., Zhang Z., Seth D., et al. Structure of the ship airwake in a simulated atmospheric boundary layer. AIAA Aviation Forum, 2022, art. 2702.DOI: http://doi.org/10.2514/6.2020-2702

[13] Dacheng S., Guohua X., Shuilin H., et al. Numerical investigation of rotor loads of a shipborne coaxial-rotor helicopter during a vertical landing based on moving overset mesh method. Eng. Appl. Comput. Fluid Mech., 2019, vol. 13, no. 1, pp. 309--326. DOI: https://doi.org/10.1080/19942060.2019.1585390

[14] Roper D.M., Owen I., Padfield G.D. Integrating CFD and piloted simulation to quantify ship-helicopter operating limits. Aeronaut. J., 2006, vol. 110, no. 1109, pp. 419--428. DOI: http://doi.org/10.1017/S0001924000001329

[15] Forrest J.S., Hodge S.J., Owen I., et al. An investigation of ship airwake phenomena using time-accurate CFD and piloted helicopter flight simulation. Proc. 34th European Rotorcraft Forum, 2008. URL: https://www.academia.edu/18060163/An_investigation_of_ship_airwake_phenomena_using_time_accurate_CFD_and_piloted_helicopter_flight_simulation (дата обращения: 15.12.2025)

[16] Wang Y., White M., Owen I., et al. Effects of visual and motion cues in flight simulation of ship-borne helicopter operations. CEAS Aeronaut. J., 2013, vol. 4, no. 4, pp. 385--396. DOI: http://doi.org/10.1007/s13272-013-0085-9

[17] Moon J., Domercant J.C., Marvis D.N. A simplified approach to assessment of mission success for helicopter landing on a ship. Int. J. Control Autom. Syst., 2015, vol. 13, no. 3, pp. 680--688. DOI: http://doi.org/10.1007/s12555-013-0092-y

[18] Forrest J., Kaaria C., Owen I. Evaluating ship superstructure aerodynamics for maritime helicopter operations through CFD and flight simulation. Aeronaut. J., 2016, vol. 120, no. 1232, pp. 1578--1603. DOI: http://doi.org/10.1017/aer.2016.76

[19] Scott P., Kelly M., White M.D., et al. Using piloted simulation to measure pilot workload of landing a helicopter on a small ship. European Rotorcraft Forum, 2017. URL: https://livrepository.liverpool.ac.uk/3009013 (дата обращения: 15.12.2025).

[20] Forrest J.S., Oven L., Padfield G., et al. Ship-helicopter operating limits prediction using piloted flight simulation and time-accurate airwakes. J. Aircr., 2012, vol. 49, no. 4, pp. 1020--1031. DOI: http://doi.org/10.2514/1.C031525

[21] Kelly M.F., White M.D., Owen I., et al. Piloted flight simulation for helicopter operation to the Queen Elizabeth class aircraft carriers. 43 European Rotorcraft Forum and 28 Society of Flight Test Engineers European Chapter Symposium, 2017. DOI: http://doi.org/10.2514/1.C035733

[22] Watson N., Owen I., White M.D. Evaluating the effect of frigate hangar shape modifications on helicopter recovery using piloted flight simulation. Proc. Inst. Mech. Eng. G, 2024, vol. 239, no. 1, pp. 27--45. DOI: http://doi.org/10.1177/09544100241282718