Колебания подвешенного в воздушном потоке цилиндра со стабилизатором
Saint Petersburg State University, 128783603
Рябинин А.Н.
1, Иванов М.И.
1, Данилов А.В.
11Санкт-Петербургский государственный университет, Санкт-Петербург, Россия

Email: a.ryabinin@spbu.ru
Поступила в редакцию: 24 июня 2025 г.
В окончательной редакции: 9 ноября 2025 г.
Принята к печати: 25 ноября 2025 г.
Выставление онлайн: 17 февраля 2026 г.
В экспериментах в аэродинамической трубе изучены колебания кругового цилиндра, снабженного стабилизатором. Цилиндр подвешен в воздушном потоке на тросовой подвеске и может колебаться. Ось цилиндра в равновесном положении направлена под небольшим отрицательным углом атаки к направлению скорости набегающего потока. Стабилизатор удерживает цилиндр в этом положении, обеспечивая малое лобовое сопротивление. Колебания цилиндра в воздушном потоке зарегистрированы акселерометром, который вместе с контроллером находится внутри цилиндра. Прибор позволил измерять три проекции угловой скорости цилиндра на оси системы координат, связанной с цилиндром. В отдельном эксперименте определены аэродинамические коэффициенты сил и моментов, действующих на цилиндр. Модифицирована математическая модель, ранее предложенная для описания колебаний цилиндра. Модель правильно описывает угловые колебания цилиндра вокруг оси, близкой к вертикальной, поперечные колебания, амплитуда которых увеличивается с ростом скорости воздушного потока, и режим биений, возникающий в определенном диапазоне скоростей воздушного потока. Ключевые слова: аэродинамическая труба, акселерометр, плохо обтекаемое тело, математическая модель, обыкновенные дифференциальные уравнения, числа подобия.
- А.Н. Рябинин, Б.Ф. Тюрин. Вестник Санкт-Петербургского ун-та. Сер. 1, 1, 87 (1993)
- С.В. Сипаров. Изв. вузов. Авиационная техника, 1, 84 (1991)
- А.Н. Володко, А.Я. Серов, Изв. АН CССР. МТТ, 1, 12 (1988). [A.N. Volodko, A.Ya. Serov, Mechanics Solids, 1 10 (1988).]
- А.Н. Свириденко. Научный вестник МГУ ГА. Сер. Аэромеханика и прочность, 111, 129 (2007)
- В.Б. Козловский, С.А. Паршенцев, В.В Ефимов. Вертолет с грузом на внешней подвеске (Машиностроение, Машиностроение-Полет, М., 2008)
- В.В. Ефимов. Научный вестник МГУ ГА. Сер. Аэромеханика и прочность, 111, 121 (2007)
- В.В. Ефимов, К.О. Чернигин, Ю.А. Быков. Научный вестник МГУ ГА, 172, 67 (2011)
- А.Н. Рябинин. Вестник Санкт-Петербургского ун-та. Сер. 1, 2, 71 (1997)
- O. Ivanov, V. Vedeneev. J. Fluids and Structures, 107, 103393 (2021). DOI: 10.1016/j.jfluidstructs.2021.103393
- O. Ivanov, V. Vedeneev. Proceed. ASME. 2021 Pressure Vessels and Piping Conference, PVP 2021 V003T04A020. (2021). DOI: 10.1115/PVP2021-62812
- M. Demenkov. AIP Conference Proceedings, 1959, 050008 (2018) DOI: /10.1063/1.5034636
- М.Н. Деменков. В сб.: XIII Всероссийское совещания по проблемам управления ВСПУ-2019, под ред. Д.А. Новикова (ИПУ РАН, М., 2019), с. 176. DOI: 10.25728/vspu.2019.0176
- D. vSkrlec, V. vSimovic, A. Pender. 2022 45th Jubilee International Convention on Information, Communication and Electronic Technology (MIPRO) (Opatija, Croatia, 2022), p. 1522. DOI: 10.23919/MIPRO55190.2022.9803322
- J.E. Rico, K. Turkoglu. AIAA, 2016-0946 (2016). DOI: 10.2514/6.2016-0946
- М.А. Ковалев. Уч. записки Ленингр. ун-та, 7, 61 (1939)
- ГОСТ 20058-80 Динамика летательных аппаратов в атмосфере. Термины, определения и обозначения (Госкомитет СССР по стандартам, M., 1981)
- Н.Н. Поляхов, С.А. Зегжда, М.П. Юшков Теоретическая механика: учебник для академического бакалавриата (Изд-во Юрайт, M., 2016). 3-е изд
- А.Н. Рябинин, Н.А. Киселев. Вестник Санкт-Петербургского ун-та. Сер. 1. Математика. Механика. Астрономия, 3 (61), 315 (2016). DOI: 10.21638/11701/spbu01.2016.216
- G.K. Ananda, P.P. Sukumar, M.S. Selig. Aerospace Sc. Technol., 42, 392 (2015). http://dx.doi.org/10.10.16/j.ast.2014.11.016