Investigación de las características de carga por impacto durante la entrada de aeronaves en agua a través de medios transitorios
Autores: Liu, Xinyu; Tan, Liguo; Zhang, Xinbin; Li, Liang
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Investigación de las características de carga por impacto durante la entrada de aeronaves en agua a través de medios transitorios
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Transmedia
Entrada de agua de aeronaves
Cargas de golpeo
Estabilidad
Seguridad
Simulaciones numéricas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
El proceso de entrada de agua de aeronaves transmediales genera fuertes cargas de golpe que afectarán seriamente la estabilidad y seguridad de la aeronave. Para abordar este problema, diseñamos una configuración de aeronave de ala fija y empleamos simulaciones numéricas con el modelo de flujo multifásico de volumen de fluido (VOF), el modelo de turbulencia estándar k-epsilon y la técnica de malla dinámica. Exploramos las características de las aeronaves sometidas a cargas de golpe en diferentes condiciones. Los resultados muestran lo siguiente: la carga de presión en la superficie de la aeronave aumenta con una mayor velocidad de entrada al agua; ángulos de entrada más grandes conducen a cambios más drásticos en el coeficiente de arrastre de la aeronave, demostrando características no lineales fuertes; cuanto mayor es el ángulo de ataque al entrar en el agua, mayor es la carga de presión en la raíz debajo del ala, con poco efecto en la carga de presión en la cabeza; y el coeficiente de arrastre en la entrada al agua y la carga de presión promedio siguen un orden creciente de cabeza cónica, cabeza hemisférica y cabeza plana. Estos hallazgos proporcionan referencias teóricas para estudiar las características de carga durante la entrada de agua transmedial de varios cuerpos voladores y optimizar la resistencia estructural del fuselaje.
Descripción
El proceso de entrada de agua de aeronaves transmediales genera fuertes cargas de golpe que afectarán seriamente la estabilidad y seguridad de la aeronave. Para abordar este problema, diseñamos una configuración de aeronave de ala fija y empleamos simulaciones numéricas con el modelo de flujo multifásico de volumen de fluido (VOF), el modelo de turbulencia estándar k-epsilon y la técnica de malla dinámica. Exploramos las características de las aeronaves sometidas a cargas de golpe en diferentes condiciones. Los resultados muestran lo siguiente: la carga de presión en la superficie de la aeronave aumenta con una mayor velocidad de entrada al agua; ángulos de entrada más grandes conducen a cambios más drásticos en el coeficiente de arrastre de la aeronave, demostrando características no lineales fuertes; cuanto mayor es el ángulo de ataque al entrar en el agua, mayor es la carga de presión en la raíz debajo del ala, con poco efecto en la carga de presión en la cabeza; y el coeficiente de arrastre en la entrada al agua y la carga de presión promedio siguen un orden creciente de cabeza cónica, cabeza hemisférica y cabeza plana. Estos hallazgos proporcionan referencias teóricas para estudiar las características de carga durante la entrada de agua transmedial de varios cuerpos voladores y optimizar la resistencia estructural del fuselaje.