Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н. Е. Жуковского
ENG
Версия для печати

Аэродинамика в динамике

IMG_8471_sm.jpg

Первый в этом году выпуск журнала «Новости ЦАГИ» посвящен итогам 2013 г.

Заместитель генерального директора ЦАГИ — начальник комплекса аэродинамики и динамики полета ЛА Сергей Ляпунов рассказывает о поисковых исследованиях наших аэродинамиков и работах, ориентированных на ближайшую перспективу, поясняет, какие проекты будут возобновлены и продолжены, а также выражает уверенность в том, что мы можем смотреть в будущее с оптимизмом.

Сергей Владимирович, как бы Вы в целом охарактеризовали прошедший год?

Думаю, что сотрудники комплекса встретили новый, 2014 г. с чувством выполненного долга. В ушедшем году выполнено большое количество интересных работ, намеченные цели достигнуты. Подразделения комплекса все больше трудятся во взаимодействии друг с другом, выполняется ряд перекрестных работ, и это очень отрадно.

Расскажите об участии специалистов комплекса в контрактах федеральной целевой программы (ФЦП) «Развитие гражданской авиационной техники России» в ушедшем году.

Комплекс аэродинамики и динамики полета ЛА является ответственным исполнителем по трем крупнейшим научно-исследовательским работам (НИР) ФЦП. Первый проект — «Прогресс-Аэро» — включает в себя разнообразные темы. Одно из основных направлений этой НИР — поисковые исследования новых компоновочных решений ЛА, причем не только с позиций высокого аэродинамического качества. В наше время все более важными становятся акустические проблемы. Один из серьезных вопросов в этом плане — борьба с шумом. Двигатель как главный источник шума можно экранировать какими-то элементами самолета.

Сегодня интерес специалистов всего мира привлекают компоновки воздушных судов с двигателями, расположенными нетрадиционным образом, например, над крылом или над фюзеляжем. Исследования, которые мы провели, показали, что аэродинамика в случаях перестановки двигателя, к сожалению, страдает. Наша задача — взвесить плюсы, которые мы получаем в акустической области, с результатами по другим дисциплинам и попытаться сделать потери минимальными.

В 2013 г. рассматривались нетрадиционные компоновки типа «Летающее крыло», когда шум экранируется всем планером. Исследовались и компоновки самолетов с двигателем, расположенным сверху фюзеляжа, и, конечно, продолжались работы над компоновками традиционной формы самолетов.

Работы во всех перечисленных направлениях велись в ушедшем году и продолжатся в перспективе. Окончательных ответов, каким будет самолет будущего, пока нет. Все рассматриваемые наработки будут востребованы при принятии решения о самолетах следующего поколения.

Также мы много работали над новыми компоновками не только магистральных, но и региональных самолетов. В частности, рассматривалось интересное решение в этой области — административный дозвуковой самолет с оригинальным названием «Головастик». В нем решается одна из проблем региональных самолетов, а именно обеспечение комфорта пассажиров. Удобство здесь заключается прежде всего в больших размерах фюзеляжа (высота салона составляет более 1,9 м). «Головастик» — это самолет с фюзеляжем особой каплевидной формы, в котором пассажирам будет достаточно просторно, и при этом он сможет летать на больших скоростях с хорошим аэродинамическим качеством.

Расчет обтекания перспективного административного самолета. 
Картины предельных линий тока

Второй контракт ФЦП — НИР «Транспорт» — состоит из двух направлений: дозвуковая транспортная авиация и сверхзвуковая деловая авиация.

В первом направлении в прошлом году произошло важное событие: было принято решение о возобновлении работ по легкому транспортному самолету Ил-112. Его запуск планируется в 2015 г., а сейчас формируется объем работ для того, чтобы запустить это воздушное судно в серию. Безусловно, наши сотрудники уже очень много сделали для этого весьма непростого самолета. При больших габаритах фюзеляжа и при той номенклатуре грузов, которые он будет перевозить, нам нужно сделать его аэродинамически эффективным. Это противоречивое требование, которое мы согласовывали в течение ряда лет. Сейчас все эти работы в ЦАГИ возобновляются.

Также в области дозвуковой авиации рассмотрены еще более эффективные компоновки с расширенными возможностями базирования, например, на неподготовленные площадки.

Другое направление НИР «Транспорт» — сверхзвуковая деловая авиация. Работы ушедшего года в основном были связаны с исследованием возможностей применения силовых установок особых компоновок. Требования к сверхзвуковым воздушным судам в этом отношении существенно отличаются от требований к дозвуковым самолетам по акустическим характеристикам. Если для дозвуковых гражданских самолетов низкий уровень шума можно обеспечить, используя двигатель большой степени двухконтурности, то для сверхзвуковых аппаратов это невозможно по соображениям аэродинамики. Необходимо обеспечить их высокую эффективность и приемлемые акустические характеристики. Здесь мы работаем с целым рядом соисполнителей: это ЦИАМ, двигательные ОКБ отрасли и др. Конечно, это дело не самого ближайшего будущего, но задачи нашего института и комплекса — это создание задела в интересах перспективы.

  • IMG_0021_s.jpg
  • str_all_a2L_s.jpg
  • DSC_0042_s.jpg
  • DSC_0198_s.jpg
  • DSC_0213_s.jpg
  • Вертолетный стенд ЦАГИ рис. 2_s.jpg
  • Вертолетный стенд  ЦАГИ рис.1_s.jpg
  • ПД-14 в Т-106_s.jpg
  • Droplet_s.jpg


Стенд для исследований перспективных скоростных вертолетов в АДТ Т-104

И наконец, третий масштабный проект ФЦП — «Взлет» — относится к вертолетной тематике. В мировом вертолетостроении сейчас происходят революционные изменения: называются скорости, которые раньше считались для винтокрылых машин фантастическими, — 350-500 км/ч. Конечно, это требует больших конструктивных изменений и гигантского количества исследований.

Сейчас изучаются альтернативные компоновки, когда формирование части тяги возлагается не на несущий винт (как у существующих машин), а на другие его элементы. Новые технические решения рассматривались на практике специалистами НИО-5. Ученые и инженеры этого подразделения совместно с сотрудниками НИО-1 создали специальный крупномасштабный стенд для исследования нетрадиционных компоновок, в которых разделяются способы создания подъемной силы и тяги.

Вы могли бы отметить конкретные сдвиги в указанных работах в 2013 г.?

Очень важным этапом в исследованиях является проведение экспериментальных работ. Конечно, это длительное дорогостоящее мероприятие, но в то же время это и показатель уровня готовности технологии; не расчетные исследования, а конкретные испытания прототипов демонстраторов. И в этом году нам удалось провести целый ряд исследований в экспериментальных установках института. То есть уже можно говорить о доведении работ до конкретных технических решений в металле.

Сергей Владимирович, Вы описываете перспективные работы, рассчитанные на отдаленное будущее. А как в 2013 г. продвигались исследования более близких нашему времени объектов?

Конечно, мы плодотворно работали и в интересах объектов, рассматриваемых сейчас в конструкторских бюро. В первую очередь, это самолет МС-21. Компоновка этого самолета уже заморожена, его первый взлет запланирован на 2015 г. Тем не менее, мы продолжаем работать в этом направлении, уточняются нагрузки на органы управления, совершенствуется местная аэродинамика.

Специалисты отделения аэродинамики силовых установок вместе с сотрудниками ОАО «Авиадвигатель» ведут тщательную отработку мотогондолы двигателя ПД-14 для самолета МС-21, в частности, с целью обеспечения устойчивой работы двигателя на всех режимах полета.

Вертолетное отделение достаточно успешно работает по тематике МС-21, занимаясь особым вопросом — системами измерения высотно-скоростных параметров. Это важная самолетная система, которая позволяет летчику получать информацию о том, где он находится, с какой скоростью и на какой высоте летит и пр. Этими вопросами традиционно занимается НИО-5, у них много опыта по внедрению таких систем для вертолетов. Данная работа является отрадным фактом, говорящим о комплексном подходе наших подразделений к разработке современных объектов.

Безусловно, продолжались работы по доводке Т-50. Впрочем, этот истребитель уже летает, объем исследований по этому самолету стал меньше. Если говорить о новых военных ЛА, здесь широким фронтом идет работа по беспилотной авиации всех направлений — и разведывательного, и ударного характера. В этом направлении мы работаем с целым рядом конструкторских бюро и привлечением большого круга специалистов как комплекса аэродинамики, так и всего ЦАГИ.

Чем в ушедшем году отличились специалисты отделения исследований аэротермодинамики гиперзвуковых летательных аппаратов?

В работе ученых НИО-8 мне бы хотелось выделить два аспекта. Наряду с проведением фундаментальных исследований, связанных с новыми способами управления обтеканием ЛА, масштабно ведутся работы по вопросам обледенения. Это и фундаментальные работы по новым гидрофобным покрытиям, которые будут снижать адгезию (прилипание льда к поверхности) и облегчать работу противообледенительных систем или вообще позволят обойтись без них. Такие исследования, связанные с покрытиями, с их химией и физикой, являются работами низкого уровня готовности и носят поисковый характер. Но есть и конкретный проект, связанный с исследованием обледенения приемников воздушного давления — небольших, но очень важных элементов ЛА.

Кроме того, большой объем работ ученые этого подразделения ведут по космической тематике. Важнейшая проблема в этой области — тепловые процессы и аэродинамический нагрев при обтекании таких аппаратов. Коллектив НИО-8, несомненно, в этой области держит пальму первенства. Здесь сосредоточены и специалисты, и экспериментальные установки, и уникальный опыт. Сотрудникам приходится давать ответы на очень сложные вопросы, связанные с тепловыми процессами, нагревом конструкций при больших скоростях. Вообще прогресс в области авиации в колоссальной степени связан с применением новых материалов, и это касается всех направлений — как дозвуковых, так и сверхзвуковых самолетов, как гражданской, так и военной авиации. Однако для высокоскоростных аппаратов вопрос материалов является одним из ключевых. Мы должны четко понимать сопротивляемость нагреву и знать те температуры, до которых нагревается та или иная конструкция, какие материалы можно применять, а какие — нет. Ответы на этот спектр вопросов и дают работы НИО-8.

Как развивалось международное сотрудничество специалистов комплекса в 2013 г.?

В области международного сотрудничества я хотел бы отметить один отрадный факт. В этом году у нас появилась новая форма работы с зарубежными партнерами, так называемые скоординированные проекты. Ранее мы были соисполнителями, а проекты финансировали европейские партнеры, и они же определяли содержание работ. Скоординированные же проекты — это особая форма, которая заключается в том, что финансирование каждой группы исполнителей происходит за счет своей стороны, а координация заключается в согласовании работ и в широком обмене результатами. Это взаимовыгодное сотрудничество, которое делает нас полноправными партнерами. В прошлом году ЦАГИ выиграл несколько весьма серьезных конкурсов. Аэродинамики участвуют в целом ряде проектов 7-й Европейской рамочной программы, но мне хотелось бы отметить две крупных работы, стартовавших в прошлом году.

Первый проект, Buterfli, по исследованию новых форм управления течениями стартовал в октябре 2013 г. Он рассчитан на три года. Нашим главным партнером в нем является ONERA (Франция).

Вторая работа — «Высокоскоростной гражданский самолет» (ВГС) — является в некотором смысле футуристическим и амбициозным проектом, и в мире таких было немного. ВГС, который был запущен в конце прошлого года, продлится до 2015 г., посвящен исследованию очень скоростного гражданского ЛА (М=6) на водородном топливе. Проект предусматривает широкую кооперацию с другими организациями: с российской стороны — это прежде всего ЦИАМ, с иностранной — ONERA (Франция), DLR (Германия) и EADS (страны ЕС).

Расскажите о работе в области кадрового обновления.

В комплекс аэродинамики — а это самое крупное институтское подразделение: около 1 000 человек — приходит все больше молодых специалистов. Здесь я хотел бы отметить очень эффективный способ привлечения новых кадров: целевые группы, создаваемые в МФТИ по различным авиационным направлениям. Я очень благодарен руководителям этих групп: А.А. Павленко, А.А. Губанову, Б.С. Крицкому, С.М. Дроздову, — которые тратят свое время и свой интеллект на подготовку молодых специалистов.

Чего бы Вы пожелали сотрудникам комплекса в наступившем году?

Конечно, здоровья, счастья в семьях и на работе! Могу сказать, что у нас есть все для того, чтобы уверенно смотреть в будущее. Это новые кадры, перспективные направления работ, все более возрастающий интерес руководства страны к авиации, который выражается и в характере проектов, и в их количестве, и в объемах финансирования. Главное же пожелание сейчас — нам всем больше оптимизма!



Подготовила 
Татьяна Москвина, 
пресс-служба


Вернуться к списку

Яндекс.Метрика