Гиперзвук в CFX

[Tako 0]

А насчет трубы наверно янки дураки, с их <noindex>проектированием X-43, X-51 (здесь графики со значениями!!! For CFD-code validation)</noindex>. В трубе за час работы получишь весь набор точек (более 300 - хорошая модель) для динамической модели. В любом CFD пакете за это время только в носу поковыряешь.

Странные разговоры. О каком часе вы говорите? Сколько времени строить реальную модель самолета? Сколько времени все датчики располагать еще и в нужных местах? Сколько времени данные обрабатывать? Неужели час? А если вам нужно изменить профиль или геометрию крыла, то сколько времени потребуется в жизни? А с какой точностью работают измерители давления или скорости в турбулентных зонах? А если бы у вас не было бюджетного бесконечного финансирования, то сколько бы стоили эксперименты в трубе для вашего кармана?

Нужно все таки знать меру в "наездах"!

Просто у вас уже есть дико дорогая установка, которую нужно окупать.

Каждая методика нужна для своего. Аналитические наброски необходимы, чтобы понимать физику процесса, но решать аналитически современные задачи - сомнительно. Массу расчетов сложных моделей с различными модификациями намного эффективнее и дешевле делать компьютерным моделированием.

Разумеется, что и от реального эксперимента мы наверняка никогда не уйдем, но его место в калибровке, проверке и итоговой аттестации.

И такие люди как вы, _serge, тоже всегда будут нужны, не беспокойтесь.

[_serge 24]

О каком часе вы говорите?

Преувеличил, но не намного. Три дня продувок на Т-1. Не спеша.

Если придете с готовой моделью. Или несколько недель, если модель нужно будет довести.

Печем как блины отчеты.

Сколько времени строить реальную модель самолета? Сколько времени все датчики располагать еще и в нужных местах? Сколько времени данные обрабатывать? Неужели час?

Изготовление модели я не брал в расчет, конечно. Дорого и сложно было и не каждый брался, но ситуация с применением современных станков ЧПУ много облегчает процесс.

Обработка данных это вообще не вопрос, это в процессе эксперимента все происходит. На выходе уже готовые графики.

Какие датчики для динамической модели? Весовые испытания. Динамики хотят кривые суммарных характеристик, а CFD расчетчики им картинки давления, и чего угодно, только не кривые.

А вообще все на самом деле нужно и там где нужно, о чем я также говорил.

А если бы у вас не было бюджетного бесконечного финансирования, то сколько бы стоили эксперименты в трубе для вашего кармана?

Да не секрет - в Т-1 примерно 60000р,

в Т-2 где-то на порядок больше.

Но это только эксперимент.

А за сколько бы Вы взялись насчитать в CFX все суммарные коэффициенты с полярой для одной скорости в диапазоне углов атаки -15 до 35 град с шагом 2 град для 10-ти значений отклонения рулей высоты при 10-ти углах скольжения?

Твердую модель (самолета) вам дают, у вас есть суперкомпьютер за 7500000р, программа за 400000р, генератор сеток за ...

И степень достоверности опять же.

Просто у вас уже есть дико дорогая установка, которую нужно окупать.

Эти установки работали несколько десятилетий в три смены (только немного преувеличено) и давно себя уже окупили. Вот в металлолом их списывать реально жалко.

Да все методы нужны. Даже совсем простые типа из Лебедева-Чернобровкина (из РКД). Для своего класса задач.

[a_schelyaev 371]

А за сколько бы Вы взялись насчитать в CFX все суммарные коэффициенты с полярой для одной скорости в диапазоне углов атаки -15 до 35 град с шагом 2 град для 10-ти значений отклонения рулей высоты при 10-ти углах скольжения?

Твердую модель вам дают, у вас есть суперкомпьютер за 7500000р, программа за 400000р, генератор сеток за ...

И степень достоверности опять же.

Не знаю как в CFX (кстати его за 400000 рублей для промышленных расчетов не бывает), но в FlowVision HPC (цена в районе как раз тех самых 400000) с точностью порядка 5% (относительно эксперимента, но можно и меньше), при самых худших условиях в виде нестационарных режимов, 1000 вариантов, не имея в своей собственности кластера, а арендовав его время (порядка 6-10 рублей за ядро в час) и имея простую лицензию FlowVision HPC и арендовав к ней дополнительные параллельные опции решателя (в среднем тоже 5-10 рублей ядро в час) можно посчитать задачку исходя из следующей калькуляции:

- одна расчетная точка с Курантом = 1 на 32 ядрах это примерно 30000 рублей;

- помножай на 1000 и получишь 30000000 рублей.

Учитывая, что нормальный кластер уже на борту имеет несколько тысяч ядер, то указанную тобой задачу можно посчитать максимум за неделю, при наличии отлаженной постановки задачи. Если подводных камней не будет, то за пару суток ты получишь свои точки.

Если шагать с Курантом = 100, то будет еще меньше времени, но и решение будет по времени более осреднено, с точки зрения нестационарности.

А в перспективе будет еще меньше.

Как видишь, сейчас разработчики софта уже думают не над тем как решить задачу, а как решить проект. Т.е. основные силы брошены на подготовку массовых расчетов и обработки их результатов. Ибо это все уже на конвеер становится.

[Parma 0]

Бред дилетантов.

Один не имеет представления о том, что такое гиперзвук.

Другой Thin Delta Wings принял за тела

Никто и понятия не имеет о том, что такое гипотеза квазилокальности и что она в данной области работает.

У вас и дипломов-то нет по специальностям: "Прикладная математика и информатика", "Аэрогидромеханика".

Прикрепленный аппарат не имеет никаких существенных особенностей по сравнению с теми, результаты расчетов которых по локальной теории с помощью маленькой программки я привел.

Ну маладца, сразу видно, интелехент...

Насчет ВЗУ Миг-21 - его что, вообще нельзя рассматривать на гиперзвуке? Какая связь между железкой и скоростью потока? Попытаюсь объяснить попроще: А если меня интересует именно вхождение скачков внутрь канала ВЗУ, их интерференция и падение на погранслой с последующим отрывом? Посчитайте мне все это на М=10 для геометрии ВЗУ Миг-21 методом Ньютона! Или он на М=10 еще не применим для оценки?

Хорошо, объясните мне гипотезу квазилокальности в вашем понимании и как с её помощью и предложеных вами методов посчитать падение скачка на погранслой и тепловые потоки за местом падения. Ну сделайте снисхождение...

Ну да, нет у меня дипломов по специальностям: "Прикладная математика и информатика", "Аэрогидромеханика". У меня в дипломе по другому записано, или другое название гарантированно назначает меня бредящим дилетантом? Ну спасибо...

Кстати, прикрепленный аппарат имеет существенные особенности - он предназначен для испытания работающего ГПВРД в натурных условиях. А посчитайте мне работу двигателя указанными вами способами. Или только громы с молниями пускать умеем?

Насчет моделей: а вы знаете сколько сейчас стоит сделать скромную модельку на станке с ЧПУ в необходимых допусках? Указанные вами цены за продувки теряются в погрешности определения стоимости модели для этих продувок! А время на проектирование, изготовление и подготовку модели - измеряется месяцами при отсутствии ошибок на всех этапах работы. Вы слышите только шум трубы и видите готовые графики продувок.

Попробуйте хоть раз провести полный цикл от создания концепции модели до момента когда вам укажут что нужно было получить другие графики, и вообще, объясните почему они получились такие, дайте дополнительные (неизвестные на этапах проектирования, изготовления и продувок) параметры на уже продутых режимах и объясните куда двигаться дальше.

Одного круга достаточно, чтобы понять почему разработчикам все больше нравятся численные методы и все меньше хочется отстегивать огромные деньги на модели и продувки. Чем дальше, тем стабильнее будут продувать ТОЛЬКО готовый исполнительный вариант, просто для страховки и фразы: вот видите, мы же правильно посчитали!

Прохфессор, блин... Сразу видно было, теоретик с большим инструментом...

Изменено 19 марта 2010 пользователем Parma

[_serge 24]

Насчет ВЗУ типа Миг-21 - его что, вообще нельзя рассматривать на гиперзвуке?

Теоретически рассматривать можно все. Но как с таким маневрировать?

[a_schelyaev 371]

Молча, как это всю жизнь делали и вылизывали его ВУ.

[_serge 24]

Такого ВУ еще не делали.

Узкий диапазон углов атаки.

[a_schelyaev 371]

Серж, для 21го все что надо, все придумали в свое время.

Если что-то в серию и не пошло, то не по техническим причинам.

[_serge 24]

Тогда уже речь вести о <noindex>D-21</noindex>.

Но и у него M<4.

И уже видна узко-узкая входная щель.

В каком диапазоне углов атаки ВЗУ будет работать и как при этом маневрировать?

А если не маневрировать, то такая цель сбивается обычным баллистическим снарядом.

Был способен достигать скоростей более М=3,6 на высоте более 30 км и дальности более 2000 километров. Одноразовый титановый сверхскоростной самолёт не выдержал конкуренции с космическими разведывательными спутниками, цена (более 5 млн долларов) и малоудачное применение поставили точку в этом проекте.

Тема о гиперзвуке, когда М>5.

[a_schelyaev 371]

Серж, на этот случай существуют механизированные воздухозаборники с изменяемым положением клина и щелями перепуска. И вот такие то вещи, когда геометрия усложняется и хочется поглядеть, как давление начнет играть створками перепуска, никакой аналитикой уже не сосчитаешь.

[Dick 0]

А разве у гиперзвуковых аппаратов угол атаки не изменяется в пределах +-1..2 градуса максимум?

PS. С Днем Космонавтики :-)

[_serge 24]

Серж, на этот случай существуют механизированные воздухозаборники с изменяемым положением клина и щелями перепуска. И вот такие то вещи, когда геометрия усложняется и хочется поглядеть, как давление начнет играть створками перепуска, никакой аналитикой уже не сосчитаешь.

Саш, но кто на одноразовый аппарат будет ставить регулируемый ВЗ?

И потом как там с потерями на трение на такой длине?

Обеспечиваем более полное сгорание?

Основная сложность <noindex>такой схемы</noindex> состоит в том, что топливо должно быть смешано и сожжено за крайне короткое время и в том, что любая ошибка в геометрии двигателя приведет к большому трению.

А разве у гиперзвуковых аппаратов угол атаки не изменяется в пределах +-1..2 градуса максимум?

Да ну. Это в пределах точности его определения. Хотя бы -5...+7.

Вопрос сколько нужно на маневр. При таких скоростях он при малых углах с рулями за короткое время прилично уйдет вбок или вверх-низ.

А потом для ГЗЛА угол атаки вещь условная. Я могу крыло выставить на угол установки +5...+7. На носу поставить ГО и выдерживать полетный угол атаки всего аппарата около 0.

Никакой аналитикой уже не сосчитаешь

Нет, ну есть пока еще человеки (не Ваш собеседник). На основе теории близкой к одномерным изоэнтропическим течениям прикинут.

Но таких все меньше.

Я же выше говорил только о внешней аэродинамике. Для полных динамических моделей.

PS. С Днем Космонавтики :-)

Всех участников!

[a_schelyaev 371]

Саш, но кто на одноразовый аппарат будет ставить регулируемый ВЗ?

Ну ты ж сам захотел маневренности!

Вот и получай.

:)

И потом как там с потерями на трение на такой длине?

Обеспечиваем более полное сгорание?

Если надо обеспечить сгорание, то его обеспечат. Вон смотри как на Ту-22М сделали в середине воздушного канала створки перепуска. А ведь он рекордсмен по длине трубы.

Нет, ну есть пока еще человеки (не Ваш собеседник). На основе теории близкой к одномерным изоэнтропическим течениям прикинут.

Но таких все меньше.

Я же выше говорил только о внешней аэродинамике. Для полных динамических моделей.

Я и сам у такого товарища в подчинении был. Могу авторитетно сказать, что зачастую такие люди цифры из носа выковривают, но об этом говорят только очень близким людям.

[Dick 0]

Да ну. Это в пределах точности его определения. Хотя бы -5...+7.

Понятное дело, я имел в виду, что при маневрировании угол атаки изменяется в достаточно малом диапазоне на такой большой скорости. Можно перегрузку прикинуть "на пальцах" - мне кажется развалится

У всяких SR-71 радиус разворота километров 150.

У баллистических ракет угол атаки доходит до 10-12 градусов на начальном участке траектории на развороте, далее летит 1..2 градуса. У ЗУРов угол атаки для перегрузки +-30 на М=3..4 больше 5 градусов не был (сам считал).

Ну и как обычно такие штуки проектировать достаточно сложно из-за многорежимности полета (если она есть), ведь в случае маневра на гиперзвуке или даже сверхзвуке с углом атаки 7 градусов, на дозвуке маневрировать будет невозможно, будет отрыв потока + проблемы с ВЗУ на гиперзвуке. Оно им надо? Маневрирования с углом атаки в пределах 1..3 градусов можно достичь с помощью интерцепторного управления. Кстати, по интерцепторам есть аналитическая метода :-)

[_serge 24]

Кстати, Parma, обратите внимание на положение ВЗУ на D-21!

И на угол установки и <noindex>площадь крыла</noindex>.

[Parma 0]

Ну и? Угол заклинения едва уловим на глаз, а хорошей фотографии по ссылке я не увидел. В чем тайный смысл послания? :D Начнем обсуждать ЛА? ;)

[_serge 24]

<noindex>Здесь</noindex> лучше видно. Угол отклонения ВЗУ от оси симметрии ~ 4 град.

Плюс угол установки крыла еще ~ градуса 2.

Зачем?

[_serge 24]

ВВС США провели испытание экспериментального гиперзвукового планера, который согласно проекту будет способен развивать скорость до 13 тысяч миль в час (20,9 тысячи километров в час), сообщает Air Force Times. В ходе первого полета над Тихим океаном летательный аппарат преодолел расстояние в 4,1 тысячи миль за 30 минут.

<noindex>Испытание состоялось 22 апреля 2010 года.</noindex> Ракета-носитель Minotaur 4 вывела аппарат Falcon Hypersonic Technology Vehicle 2 (FHTV-2) на заданную высоту. Запуск состоялся на авиабазе ВВС США Ванденберг. Подробности испытательного полета ВВС не раскрывают. Гиперзвуковой аппарат упал в воду неподалеку от Атолла Кваджалейна, расположенного в 2,1 тысячи миль юго-западнее Гавайских островов.

И похоже, что это не X-51.

[_serge 24]

А вот и он!

Три минуты в 6-ть раз быстрее звука.

<noindex>First X-51A Hypersonic Flight Deemed Success.</noindex>

<noindex>X-51A Waverider reaches Mach 5 in 140s scramjet flight </noindex>

26 мая 2010 года

140 секунд

<noindex>Испытатели гиперзвуковых ракет столкнулись с непознанным</noindex>

США провели испытание гиперзвуковой ракеты X-51A Waverider, которая в ходе первого полета сумела разогнаться до скорости, в пять раз превышающей скорость звука. Почти за месяц до этого ВВС США испытали гиперзвуковой аппарат FHTV-2, скорость которого в полете превысила скорость звука в двадцать раз. Несмотря на внешнюю несхожесть двух систем, у них все же много общего. Испытания и той и другой оказались успешными лишь частично, при этом в обоих случаях операторы столкнулись с явлением, которое пока не объяснено.

То, что перспективные аппараты, похожие на X-51A+ или FHTV-2, являются чуть ли не самым вожделенным оружием Пентагона, сомневаться не приходится. В августе 1998 года из района Аравийского моря США запустили крылатые ракеты BGM-109 Tomahawk, которые должны были уничтожить лагерь боевиков в Афганистане. В этом лагере, по данным разведки, находился и Осама бин Ладен. Ракеты долетели до цели менее чем за два часа. Для сравнения, у X-51A на это ушло бы около 13 минут, а у FHTV-2 - 4,5 минуты.

[Gena00X 0]

Здравствуйте.
Здесь рассматривается проблема гиперзвукового обтекания (где то в начале аж о 25-ти Махах речь шла), однако я не заметил, чтобы что то говорилось о химических реакциях, диссоциации, рекомбинации, ионизации излучении и других эффектах, которые на таких скоростях необходимо учитывать. Если не сложно, поделитесь опытом, учитываете ли вы эти эффекты в расчётах, и если да, то как именно? Буду очень признателен. 

Изменено 13 апреля 2018 пользователем Gena00X