Study of the Variable Camber Morphing Wing Parameters Influence on Aerodynamic Performance

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

This paper presents a study of the variable camber morphing wing parameters influence on aerodynamic performance. A comparison of traditional plain flaps and slats (nose flaps) with variable camber morphing wing elements was performed. Numerical simulations were conducted using the XFLR5 software suite implementing XFOIL algorithms. The analysis was performed for a wide range of configurations and conditions, including variations in the rotation axis (hinge) position of the high-lift devices along the wing chord, and a broad range of deployment and angle-of-attack values. The key factors influencing the effectiveness of morphing high-lift devices have been identified.

About the authors

S. V. Skorobogatov

Moscow State Technical University of Civil Aviation (Irkutsk branch)

Author for correspondence.
Email: maestro.ru@mail.ru
Candidate of Technical Sciences Irkutsk, 664047, Russia

D. A. Buturov

Irkutsk National Research Technical University; Moscow State Technical University of Civil Aviation (Irkutsk branch)

Email: dimabutur345@gmail.com
master's student, lecturer Irkutsk, 664074, Russia

References

  1. Ahmad M., Hussain Z. L., Shah S. I. A., Shams T. A. (2021). Estimation of stability parameters for wide body aircraft using computational techniques. Applied Sciences. 11(5): 2087.
  2. Amelyushkin I. A., Druzhinin O. V. (2022). Adaptive wing with variable curvature profile (Patent No. 2777139 C1). Russian Federation. Application No. 2021119711, filed July 6, 2021, and issued August 1, 2022. (In Russian)
  3. Choi Y., Yun G. J. (2022). Variable camber morphing wing mechanism using deployable scissor structure: Design, analysis and manufacturing. Advances in aircraft and spacecraft science. (2): 103-117.
  4. Dal Monte A., Castelli M. R., Benini E. (2012). A retrospective of high-lift device technology. International Journal of Aerospace and Mechanical Engineering. 2012. 6(11): 2561-2566.
  5. Deperrois A. Theoretical Limitations and shortcomings of XFLR5 (2019). Available at: https://www.xflr5.tech/docs/Part%20IV:%20Limitations.pdf (accessed 14 March 2025).
  6. Drela M. (1989). XFOIL: An analysis and design system for low Reynolds number airfoils. Low Reynolds Number Aerodynamics: Proceedings of the Conference Notre Dame, Indiana, USA. Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg,1989. 1-12.
  7. Eastman N., Jacobs M., Pinkerton R. (1931). Tests of N.A.C.A. airfoils in the Variable-Density Wind Tunnel: Series 43 and 63. Washington: Langley Memorial Aeronautical Laboratory, 1931. 43 p.
  8. Fincham J. H., Friswell M. I. (2015). Aerodynamic optimisation of a camber morphing aerofoil. Aerospace Science and technology. 43: 245-255.
  9. Hoffmann M. J., Reuss Ramsay R., & Gregorek G. M. (1996). Effects of grit roughness and pitch oscillations on the NACA 4415 airfoil. Golden, Colorado: National Renewable Energy Lab.(NREL), 1996. 154 p.
  10. Ivchenko A. V., Sharonov N. G. (2021). Reconfigurable elastic-deformable panel and adaptive aircraft wing based on it (Patent No. 2749679 C1). Russian Federation. Application No. 2020141803, filed December 17, 2020, and issued June 16, 2021. Applicant: Autonomous Non-profit Organization of Higher Education "Innopolis University". (In Russian)
  11. Joseph Daniel S. (2020). Performance Analysis of Asymmetrical airfoil for Subsonic flight using XFLR5 software. The International Journal of Progressive Research in Science and Engineering. 1(8): 8-11.
  12. Körpe D. S. (2014). Aerodynamic modelling and optimization of morphing wings: dissertation for the degree of doctor of philosophy in the field of aerospace engineering. 2014. 117 p.
  13. Majid T., Jo B. W. (2021). Comparative aerodynamic performance analysis of camber morphing and conventional airfoils. Applied Sciences (Switzerland): 11(22). 10663.
  14. Marten D., Pechlivanoglou G., Nayeri C.N., Paschereit C. O. (2010). Integration of a WT Blade Design tool in XFOIL/XFLR5. In 10th German Wind Energy Conference (DEWEK 2010). Bremen, Germany, 2010. 17-18.
  15. Martinez J. M., Scopelliti D., Bil C., Carrese R., Marzocca P., Cestino E., Frulla G. (2017). Design, analysis and experimental testing of a morphing wing. In 25th AIAA/AHS Adaptive Structures Conference. p. 0059.
  16. Mitin A. L., Kalashnikov S. V., Yankovsky E. A. [et al.] (2020). Methodological Aspects of Numerical Solution of External Flow Problems on Locally Adaptive Grids Using Wall Functions. Computer Research and Modeling. 12(6): 1269-1290. doi: 10.20537/2076-7633-2020-12-6-1269-1290. (In Russian)
  17. Moran J. (1984). An Introduction to Theoretical and Computational Aerodynamics. Mineola, New York: Dover Publications, Inc., 1984. 484 p.
  18. Nguyen N., Kaul U., Lebofsky S., Ting E., Chaparro D., Urnes J. (2015). Development of variable camber continuous trailing edge flap for performance adaptive aeroelastic wing. In SAE AeroTech Congress & Exhibition (No. ARC-E-DAA-TN25273).
  19. Tulaev A. I., Ivchenko A. V. (2018). Cellular structure and device based on it (Patent No. 2668288 C1). Russian Federation. Application No. 2017137637, filed October 27, 2017, and issued September 28, 2018. Applicant: TULAEV-PARK Limited Liability Company. (In Russian)
  20. Woods B. K., Fincham J. H., Friswell M. I. (2014). Aerodynamic modelling of the fish bone active camber morphing concept. In Proceedings of the RAeS Applied Aerodynamics Conference. Bristol, UK. 2224.
  21. Zaini H., Ismail N. I. (2016). A review of morphing wing. In International Conference in Mechanical Engineering Colloquium. Liverpool, England.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».