НОВЫЙ МЕХАНИЗМ ВОЗНИКНОВЕНИЯ АЭРОУПРУГОЙ ДИВЕРГЕНЦИИ КРЫЛА

Автор: Василий Владимирович Веденеев

Организация: МГУ имени М.В. Ломоносова

Существует два типа аэроупругой неустойчивости: дивергенция и флаттер. В то время как флаттер — колебательная потеря устойчивости, дивергенция — статическая неустойчивость, переход к которой происходит при нулевой частоте колебаний. Физический механизм дивергенции, описанный в литературе, состоит в снижении одной из собственных частот колебаний (как правило, крутильной) до нуля из-за отрицательной аэродинамической жесткости, слияния со своим «двойником» и преобразования в одно монотонно затухающее и одно монотонно растущее собственное движение. Большинство имеющихся в литературе примеров этого механизма используют квазистационарную аэродинамику, которая, на первый взгляд, подходит для анализа дивергенции в силу её статической природы.

 В настоящей работе доказывается, что при использовании нестационарной аэродинамики (теория Теодорсена) аналитическая структура собственных частот существенно меняется, и имеет место другой механизм перехода к дивергенции. А именно, частоты конструкционных колебаний не уменьшаются до нуля и не приводят к неустойчивости, а наоборот, становятся сильно задемпфированными потоком газа. При этом дивергентная форма неустойчивости не является непрерывным продолжением собственного колебания крыла в покоящемся воздухе, а отделяется от непрерывного спектра, который существует в аэроупругой системе при использовании нестационарной аэродинамики, но отсутствует в квазистационарном случае.

Обсуждаются эффекты, возникающие в этом механизме перехода к дивергенции при использовании численных методов. Проводится сравнение с экспериментальными данными.

Работа поддержана грантом РФФИ 18-31-20057.

1. Vedeneev V.V. New Mechanism of the Aeroelastic Divergence Onset// AIAA Journal. 2020. Vol. 58. No. 6. P. 2716-2725.