MODELING THE PROCESS OF FUNCTIONING OF ARTIFICIAL MOVEMENT OF AIR MASSES IN THE ATMOSPHERE
DOI:
https://doi.org/10.26906/SUNZ.2019.4.049Keywords:
artificial air mass shift, shock wave, motion dynamics, aircraft, differential equationsAbstract
The artificial shear of air masses caused by the release of a large amount of energy in the airspace is an analogue of the natural shear of the wind, but can be much more powerful. An artificial shift in air masses is considered as a displacement of a sinusoidal wind described by the corresponding system of differential equations for changing the gas-dynamic characteristics of the environment during powerful explosions. The purpose of the article is to analyze the studies of the formation of an artificial shear of air masses and simulate this phenomenon in the atmosphere with the results of changes in the main characteristics. The simulation results are obtained, based on which conclusions are made: with increasing height at the same distance from the center of the explosion, the speed of movement of air masses behind the shock wave increases; the speed of propagation of a shock wave at different distances from the center of the explosion varies differently. At a short distance from the center of the explosion, where the shock wave still has a large kinetic and potential energy, the propagation velocity increases with height, but it decreases much more at large distances; gradients of changes in the speed of movement of air masses in height are of a different nature depending on the power of the shock wave. That is, at R=1000 m, ΔР=2.53 kgf/m2, the speed of artificial shear of air masses with height will vary from 350 m/s to 600 m/s, and at R=3000m from 58 m/s to 90 m/s; the duration of the compression phase also increases with increasing height. The artificial shift of air masses is a dangerous phenomenon that needs to be thoroughly investigated, but conducting research in natural conditions is impossible due to the high cost. Therefore, it is necessary to develop a mathematical model of this phenomenon to study its effect on the dynamics of the aircraft and conduct a numerical experiment. That in the future will make it possible to work out recommendations for reducing the effect of artificial displacement of air masses and preventing them from falling into zones of its destructive effect.Downloads
References
Корочкін О.А. Ураження аеродинамічних літальних апаратів за рахунок зсуву повітряних мас при потужних вибухах / Корочкін О.А., Литвинчук М.І., Костаков А.Г.// Збірник наукових праць Харківського військового університету. – Випуск №3(41) –2002. – с.151‒153.
Колодяжний О.І. Моделювання небезпечних зон впливу штучного зсуву повітряних мас на динаміку руху високоманевреного літака. / О.І. Колодяжний, О.І. Тимочко. // Системи обробки інформації, – 2017. Вип. 1(147). – С. 80-87.
Иванов А. Н. Исследование обтекания конических тел нестационарным потоком газа за сферической ударной волной. / А. Н. Иванов // – Труды ЦАГИ, 1983. – Вып. 2184 – С. 3-26.
Иванов А. Н. О действии нестационарного потока газа на плоскую пластину. / А. Н. Иванов // Труды ЦАГИ, 1983. ― Вып 2184 ― С. 27–33.
Ляхов В.Н. Воздействие ударных волн и струй на элементы конструкций. / В.Н. Ляхов // М.: Машиностроение. 1989. – 392 с.
Ранцан Я .Я. Динамическая реакция самолёта при воздействии двумерного поля скорости вертикального порыва ветра./ Я. Я. Ранцан // Научно-методические материалы по аэроупругости летательных аппаратов. – 1983. Вып. 1302. – С. 108-115.
Трунов О. К. Влияние сдвига ветра на взлет и посадку самолетов. / О. К. Трунов, Л. И. Журавлев. ― М.: ГосНИИ ГА, 1979. ― 148 с.
Обрубов А. Г. Динамика самолёта в условиях сдвига ветра. / А. Г. Обрубов, В. Е. Грязин // Труды ЦАГИ. ― 1983. ― Вып. 2163. ― С. 3–24.
K. R. Goff. Wind and wind shear Tech Center FAR. / K. R. Goff. Wist Poc 2 ICAO Monterial, 1981. ― 284 с.
Руководство по сдвигу ветра на малых высотах Doc9817 AN/449, ICAO, 2005. ― 258 с.
Макеев В.И. Математическая модель динамики полёта летательных аппаратов в возмущённой среде. / В.И. Макеев, Н.Н. Ляпа, С.П. Латин, П.Е. Трофименко // – Электронное моделирование, – 2011. Т.33 №6. – С. 19-32.
Лойцнянский Л.Г.. Механика жидкости и газа / Л.Г. Лойцнянский // Издание 7-е, исправленное. – М.: ДРОФА, 2003.–840 с.
Руководство по стандартной атмосфере ИКАО с верхней границей, поднятой до 80 километров (262 500 футов). Doc.7488/3. ― Третье изд. ― ICAO, 1993. ― 305 c.
Селиванов В. В. Взрывные технологии / В. В. Селиванов, И. Ф. Кобылкин, С. А. Новиков. ― 2-е изд., перераб. и доп. ― М: Издательство МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2014. ― 519 с.
Зельдович Я. Б. Физика ударных волн и высокотемпературных гидродинамических явлений. / Я. Б. Зельдович, Ю. П. Райзер. ― М.: Наука, 1966. ― 686 с.
Механическое действие ядерного взрыва / [Архипов В. Н., Борисов В. А., Будков A. M. и др.]. — М.: ФИЗМАТЛИТ, 2003. — 384 с. ― ISBN 5-9221-0261-3.
Фатеев В. Н. Физическое и математическое моделирование усиления ударных волн: дис. на соискание ученой степени канд. физ.-матем. наук. Спец. 01.02.05 / Фатеев Владимир Николаевич. ― Т., 2011. ― 110 с.
Седов Л. И. Методы подобия и размерности в механике. Издание девятое, переработанное. / Л. И. Седов. ― [Изд. 9, перераб.]. ― М.: Наука, 1981. ― 448 с.
Kuchuk G., Kovalenko A., Komari I.E., Svyrydov A., Kharchenko V.. Improving big data centers energy efficiency: Traffic based model and method. Studies in Systems, Decision and Control, vol 171. Kharchenko, V., Kondratenko, Y., Kacprzyk, J. (Eds.). Springer Nature Switzerland AG, 2019. Pp. 161-183. DOI: http://doi.org/10.1007/978-3-030-00253-4_8
Svyrydov, A., Kuchuk, H., Tsiapa, O. (2018), “Improving efficienty of image recognition process: Approach and case study”, Proceedings of 2018 IEEE 9th International Conference on Dependable Systems, Services and Technologies, DESSERT 2018, pp. 593-597, DOI: http://dx.doi.org/10.1109/DESSERT.2018.8409201
Barkovskа O., Serdechnyi V. Control model of data stream transmitted over a network based on proxying technology // Informatics Control Measurement in Economy and Environment Protection. – 2018. – Vol. 8, No. 1. – P. 8-11.
Barkovska O. Yu., Kazmina D. R., Rosinskyi D. M., Slabouz V. V., Intellectualization of the smart house system (the agentoriented approach) // Збірник наукових праць ФМФ ДДПУ. - Слов'янськ, 2019. – Вип. 9. - С. 69-74.
Прандтль Л. Гидроаэромеханика. / Л. Прандтль. ― М.: Изд-во иностранной литературы, 1951. ― 576 с.
