Аэродинамические испытания МС-21 в ЦАГИ проводились на очень крупной модели самолёта

На финальном этапе испытаний аэродинамической модели нового гражданского лайнера МС-21 в аэродинамической трубе ЦАГИ, модель была выполнена в масштабе — 1:8. В современной истории отечественного авиастроения испытания на такой крупной модели проводились впервые.

Аэродинамическая труба и компьютер

МС-21 полностью был спроектирован с помощью компьютеров на основе 3D-моделирования всех его компонентов. Это позволило анализировать и прогнозировать многие аспекты поведения самолёта с использованием современного программного обеспечения. Но продувки моделей в аэродинамических трубах не утратили своей актуальности, они на практике подтверждают многие компьютерные расчёты.

Первые испытания в аэродинамической трубе моделей гражданского лайнера для измерения нагрузок, действующих на агрегаты планера, начались ещё в 2011 году. Специально для этого в ЦАГИ изготовили аэродинамическую модель масштаба 1:14. Уже тогда конструкторы «Иркута» сопоставили предварительные расчёты с результатами продувок и убедились в их совпадении.

Размер имеет значение

Для финального этапа испытаний в аэродинамической трубе Т-104 специалисты «Иркута» и ЦАГИ решили использовать новую, ещё более детальную модель МС-21 масштаба 1:8.

Т-104 — одна из самых больших аэродинамических труб в стране, её диаметр — семь метров.

Выбранный масштаб позволил проводить измерения нагрузок на агрегатах, например, створках шасси, которые невозможно выполнить на более мелких моделях. Кроме того, на такую модель можно установить большее количество многокомпонентных тензовесов для измерения сил, воздействующих на аэродинамические поверхности и элементы механизации планера самолёта, в том числе, - на стойки и створки шасси, секции предкрылков и закрылков, элероны, оперение. Всего было установлено 20 тензовесов. Такое количество позволило существенно сократить число дорогостоящих пусков аэродинамической трубы, так как за одну продувку регистрировалась информация со всех датчиков.

Во время испытаний в 2014 году каждый час в Жуковском проходило по две-три серии продувок модели. Инженеры наблюдали, как ведёт себя модель на разных этапах полёта во взлётной, посадочной и крейсерской конфигурациях при разных углах атаки и скольжения. На финальном этапе испытаний в 2015 ЦАГИ сделало до 700 продувок крупномасштабной модели.

- Испытания на столь крупных моделях гражданских самолётов не проводились в течение последних 20 лет, — говорит Геннадий Андреев, кандидат технических наук, начальник сектора отделения аэродинамики самолётов и ракет.

- Создание такой крупной модели МС-21 позволило учесть некоторые факторы, связанные с масштабным эффектом, например, обледенение самолёта. На разных стадиях полёта в зависимости от климатических условий может образовываться ледяной покров от 2 до 76 мм.

В ЦАГИ, например, раньше и сейчас при продувке малых моделей самолёта использовались имитаторы льда, сделанные из дерева. Сегодня для крупномасштабных моделей и полумоделей имитаторы льда изготавливаются при помощи метода компьютерного моделирования из специального пластика.

Результаты продувок с повышенной точностью позволят в дальнейшем сократить время испытаний самолётов и снизить финансовые затраты, ведь тестовые полёты существенно дороже стендовых испытаний.

Отечественный опыт говорит о том, что востребованность в продувках моделей самолётов в аэродинамических трубах только увеличивается. Все большее количество отделов ЦАГИ переходит на двух, а иногда и трёхсменные режимы работы. Помимо традиционных заказчиков — военных, крупных иностранных компаний — всё больше работ выполняется для отечественных производителей гражданской техники.

По материалам журнала ОАК "Горизонты" №3, 2014 г.