Details

Данная работа посвящена компьютерному моделированию беспилотного воздушного судна с различными конфигурациями винтомоторных групп. В рамках исследования решались следующие задачи: анализ развития БВС и компоновок ВМГ, обзор возможностей для программного комплекса FlowVision (уравнения Навье-Стокса, SST модель турбулентности, метод контрольного объема, построение сеток); выбор базовой модели (гексакоптер с винтами 15 дюймов); декомпозиция задачи на этапы (профиль – изолированный винт – полная модель); проведение цифровых испытаний для валидации и верификации методики; разработка расчётных моделей двух конфигураций гексакоптера и их сравнительный анализ. Пригодность программного комплекса FlowVision для моделирования аэродинамики мультироторных систем была подтверждена полученными результатами. Установлено, что компоновка винтомоторной группы не оказывает существенного влияния на аэродинамические характеристики судна. Полученные значения сил свидетельствуют об аэродинамической эффективности различных конфигураций. Практическая значимость работы заключается в возможности использования её результатов для выбора рациональной компоновки ВМГ на ранних стадиях проектирования беспилотных авиационных систем.

This work is devoted to computer modeling of an unmanned aircraft with various configurations of propeller groups. The following tasks were solved as part of the study: analysis of the development of UAV and propeller groups layouts, an overview of the possibilities for the FlowVision software package (Navier-Stokes equations, SST turbulence model, control volume method, grid construction); selection of the basic model (hexacopter with 15-inch screws); decomposition of the task into stages (profile – insulated screw – complete model); conducting digital tests for validation and verification of the methodology; development of computational models of two hexacopter configurations and their comparative analysis. The suitability of the FlowVision software package for modeling the aerodynamics of multirotor systems was confirmed by the results obtained. It is established that the layout of the propeller group does not significantly affect the aerodynamic characteristics of the vessel. The obtained force values indicate the aerodynamic efficiency of various configurations. The practical significance of the work lies in the possibility of using its results to select a rational propeller group layout at the early stages of designing unmanned aircraft systems.