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

Воздушные путешествия будущего – самолет без отклоняемых предкрылков будет более тихим и экологичным / dlr.de

17 Сентября 2012

Ежегодный рост объемов воздушных перевозок составляет шесть процентов. Для того чтобы сделать воздушные путешествия более экологичными и тихими, исследователи Немецкого Аэрокосмического Центра (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, DLR) вместе со своими партнерами Airbus, EADS Innovation Works и Cassidian Air Systems провели исследование, целью которого являлось снижение лобового аэродинамического сопротивления самолета, и разработали альтернативу традиционным отклоняемым предкрылкам. Ожидается, что меняющая форму передняя кромка крыла заменит предкрылки и создаст инновационную систему механизации крыла. Данная конструкция существенно уменьшает сопротивление и шум во время приземления. Испытания выполнялись в промежутке с 27 августа по 7 сентября в одной из крупнейших в Европе аэродинамических труб в исследовательском центре Центрального Аэрогидродинамического Института им. Жуковского (ЦАГИ) на юго-востоке Московской области.

В аэродинамической трубе работа системы и эксплуатационные показатели испытывались в реалистичных условиях. «Измерения, выполненные для конструкции с отклоняемым носком здесь, в ЦАГИ, являются одним из примеров выдающегося сотрудничества между DLR и ЦАГИ. Мы с нетерпением ожидаем продолжения сотрудничества в будущем», — заявил Сергей Чернышев, исполнительный директор ЦАГИ. Обычно предкрылки на задних кромках крыльев и отклоняемые носки крыльев выдвигаются во время взлета и посадки для обеспечения требуемой подъемной силы на низких скоростях. Между крылом и предкрылком существует зазор, через который воздух может перетекать из-под нижней поверхности крыла наверх, создавая при этом шум. Исследователи решили эту проблему созданием отклоняемого носка — меняющей форму передней кромки крыла. «Отклоняемый носок меняет форму во время взлета и посадки таким образом, что дополнительные предкрылки не требуются. Переднюю кромку можно опустить вниз до 20 градусов практически без потери подъемной силы», — поясняет руководитель проекта со стороны DLR Маркус Киншер из Института композитных структур и адаптивных систем DLR в Брауншвейге.

Объединение противоречивых требований

Исследователи также хотят свести к минимуму аэродинамическое сопротивление, чтобы сократить потребление топлива. Для этого поверхность крыла была сделана максимально ровной, чтобы обеспечить безвихревое обтекание. В результате этого сопротивление воздуха может быть снижено вплоть до 12%. «Особая трудность данного проекта заключалась в необходимости объединить противоречащие друг другу требования, — поясняет глава Департамента DLR Ханс-Петер Моннер. — С одной стороны, конструкция должна быть очень эластичной, что позволит ей принимать требуемую форму, а с другой стороны, она должна быть очень жесткой. В конечном счете, во время посадки передняя кромка крыла должна принимать на себя нагрузку в размере около одной трети всего веса самолета». Для того чтобы передняя кромка не была слишком тяжелой, необходимо было использовать подходящий материал. Во время экспериментов исследователи сконцентрировались на армированных стекловолокном и углеродным волокном композитных материалах, которые обычно используются в авиационной промышленности. Материал, армированный стекловолокном, оказался наиболее подходящим для удовлетворения поставленных требований.

В концепции отклоняемого носка обшивка переднего края крыла просто закруглена, а не вытянута. Это обеспечивает минимальные нагрузки на материал. Ученые поместили отдельные слои один поверх другого таким образом, что обшивка становится конструкцией с особым распределением жесткости. Передняя кромка крыла принимает требуемую форму с помощью встроенных приводов и поддерживающих элементов, расположенных вдоль всего размаха крыла, тем самым обеспечивая высокую устойчивость. В ближайшее время новая передняя кромка крыла будет доработана для соответствия промышленным требованиям, таким как грозовая защита, противообледенительная защита и способность противостоять столкновению с птицами.


Вернуться к списку

Яндекс.Метрика