Многокритериальный выбор профиля крыла на основе многоцелевого подхода для легкого гражданского самолета

Научный вестник ГосНИИ ГА. 2020. № 30. С. 58–66.

Маркевич П.

Статья посвящена проблеме выбора профиля крыла с учетом многоцелевого характера применения легких гражданских самолетов (ЛГС). Для данного класса самолетов предполагается, что полет выполняется со скоростями меньше критического значения числа Маха, что позволяет не рассматривать влияния сжимаемости воздуха на аэродинамические характеристики профилей. В работе приводится обоснование необходимости многокритериальной и многоцелевой постановки данной задачи. Рассматриваются методы решения векторной задачи в многоцелевой постановке, которая позволяет учитывать диапазон условий полета (выполнения задачи). Предложен набор основных критериев оптимальности (частных показателей эффективности), отражающих целевые требования к профилям, встречающихся при выборе профиля крыла. Рассмотрен вопрос объединения частных критериев в целевую функцию. Оценивание вариантов решения рассматривается для случаев интегральной и гарантирующей многоцелевых систем. Проблема объединения частных критериев решается методом универсальных коэффициентов важности применительно к многоцелевой постановке задачи. Представлен алгоритм решения задачи выбора профиля крыла в такой постановке, проведены исследования эффективности этого алгоритма на выбранном прототипе ЛГС, путем оценивания достижения поставленных задач. Исследована серия профилей NACA в условиях эксплуатации прототипа посредством сравнительного анализа эффективности применения профилей в сопоставлении базисного профиля прототипа.

Ключевые слова: многокритериальная оптимизация, multicriteria optimization, теория принятия решений, flight dynamics, динамика полета, decision making, method of universal coefficients, airfoil selection, multipurpose approach, aircraft design, метод универсальных коэффициентов важности, выбор профиля крыла, многоцелевой подход, проектирование самолетов