В Центральном аэрогидродинамическом институте имени профессора Н.Е. Жуковского завершён очередной этап исследований в рамках работ по созданию демонстратора комплекса технологий (ДКТ) сверхзвукового пассажирского самолёта (СПС) «Стриж». Проект реализуется в кооперации с предприятиями ПАО «ОАК», АО «ОДК-Климов» и ФАУ «ЦИАМ имени П.И. Баранова» и ориентирован на практическую проверку ключевых инженерных решений, критичных для гражданского сверхзвукового самолёта.
Темой этого этапа была отработка компоновочного решения с верхним расположением силовой установки на планере. Такое размещение двигателей рассматривается как один из инструментов снижения интенсивности звукового удара при полёте на сверхзвуковых скоростях за счёт экранирования источников шума элементами конструкции планера и изменения пространственного распределения ударных волн.
Проектирование и испытания силовой установки демонстратора выполнялись в рамках научно-исследовательской работы «Сивил-2025-ЦАГИ». Полученные результаты позволяют перейти от теоретических и расчётных оценок к экспериментально подтверждённым данным, необходимым для дальнейшей оценки реализуемости выбранной аэродинамической и компоновочной концепции в контексте будущего гражданского сверхзвукового самолёта.
На первом этапе исследований выполнен анализ, проектирование и изготовление экспериментальных моделей элементов силовой установки демонстратора. Система включает два двигателя, каждый из которых соединён с воздухозаборником и плоским реактивным соплом с косым срезом – решение, применённое в отечественной авиационной практике впервые.
Модели прошли стендовые испытания в аэродинамических трубах ЦАГИ. Верхнее расположение двигателя обеспечило повышение характеристик воздухозаборного устройства относительно стандартных значений, при этом потери тяги на плоском сопле остались в пределах, допустимых для демонстратора комплекса технологий.
Следующим этапом стали стендовые испытания двигателя РД-93МС, разработанного АО «ОДК-Климов» и адаптированного для использования в составе демонстратора. Плоское сопло двигателя изготовлено с применением комбинированной технологии, включающей лазерное спекание, сварку и фрезерование, что позволило реализовать сложную геометрию выхлопного тракта.
Испытания выполнялись совместно специалистами ЦАГИ и АО «ОДК-Климов» на площадке корпорации. Для снижения уровня шума реактивной струи на взлётных режимах на сопло была установлена система шумоглушения, разработанная ЦАГИ. Полученные тяговые характеристики двигателя подтвердили соответствие требованиям технического задания, что позволило зафиксировать рабочие параметры силовой установки для демонстратора, отметили в институте.
В России создадут НТЗ для будущих магистральных самолётов с интегральным крылом
Ранее в рамках работ НЦМУ «Сверхзвук» в ЦАГИ была проведена отработка аэродинамических и компоновочных решений для снижения уровня звукового удара. В связи с этим была выбрана компоновка с удлинённой носовой частью фюзеляжа, крылом особой геометрии и надкрыльевым расположением воздухозаборников. Эти решения позволили перераспределить давление на поверхности планера и скорректировать формирование ударной волны в сверхзвуковом потоке для снижение акустической нагрузки на земной поверхности.
В блоке аэроакустики выполнено численное моделирование шума высокоскоростных струй и взаимодействия с элементами фюзеляжа. Результаты моделирования уточнили акустические нагрузки на обшивку и разработать рекомендации по снижению вибраций и шума в кабине.
В рамках разработки интеллектуальных конструкций планера ведутся исследования применения пьезоэлектрических элементов для адаптивного изменения жёсткости и демпфирования. В горячих зонах двигателя исследуется использование высокотемпературных композиционных материалов для повышения ресурса силовой установки
Кроме того, в рамках создания ДКТ «Стриж» продолжаются исследования и разработка концепции «тёмной» кабины – без традиционного остекления, которая предусматривает формирование единого информационно-управляющего поля кабины СПС. В рамках этой концепции, лётчик получает визуальную информацию о внешней обстановке через системы технического зрения и средства индикации. Интеллектуальные алгоритмы фильтруют и приоритизируют данные, обеспечивая необходимую для пилотирования сверхзвукового самолёта информационную поддержку.
В ЦАГИ подвели итоги работы в 2021 году по сверхзвуковому пассажирскому самолёту
К 2025 году в ЦАГИ была сформирована научная инфраструктура мирового уровня, обеспечивающая проведение комплексных исследований для сверхзвуковых пассажирских самолётов. Созданы условия для целостного проектирования и отработки комплекса «планер – силовая установка – системы управления», включая аэродинамические, аэроакустические, прочностные и газодинамические эксперименты. Эта инфраструктура позволила перейти от лабораторных исследований к системной проверке технологий на демонстраторе «Стриж» и закладывает основу для последующих работ в области СПС.
Для прогнозирования акустических нагрузок на земную поверхность и согласование проекта с перспективными нормами по шуму в рамках аэродинамических и аэроакустических исследований выполнены расчёты распространения ударной волны в неоднородной слоистой атмосфере. Все полученные за последние годы результаты формируют основу для корректировки конструкции планера, систем и силовой установки с учётом требований экологической и эксплуатационной безопасности будущего сверхзвукового пассажирского самолёта.
С учётом результатов проведённых исследований и сформированной научной инфраструктуры прогнозируется, что к 2035 году могут быть запущены перевозки на сверхзвуковых бизнес-джетах с последующим расширением на регулярных пассажирских авиалиниях. Полученные на этапе демонстратора «Стриж» технологии: верхнее расположение двигателей, аэродинамическая оптимизация планера, системы шумоподавления, интеллектуальные системы и «тёмная» кабина – предполагается внедрять в серийные машины, что позволит повысить безопасность, комфорт и экологические показатели полёта. Реализация этих решений создаст предпосылки для расширения экспортного потенциала российской авиаотрасли, а также сформирует новые стандарты сверхзвуковых пассажирских перевозок.
Другие статьи по теме
(15 оценок, среднее: 4,33 из 5)
Загрузка...