Крыло большого удлинения с сайберлетами и суперкритические профили снижают расход топлива «Суперджета»

Двигатель SaM146 со степенью двухконтурности 4,43 в сочетании с аэродинамическими характеристиками самолёта обеспечивает соответствие регионального самолёта «Суперджет 100» требованиям по шуму 14-й главы ИКАО. По словам заместителя управляющего директора – директора филиала ПАО «Яковлев» «Региональные самолёты» Александра Долотовского, конкурирующие самолёты смогли выполнить эти требования после перехода на новые маршевые двигатели со степенью двухконтурности более девяти.

Об особенностях аэродинамической компоновки Superjet 100 Александр Долотовский рассказал в подкасте «Как это работает» Московского авиационного института.

Коэффициент удлинения крыла Superjet 100 близок к 10, а при расчёте по трапеции немного превышает это значение. По словам Долотовского, ранее столь высокое удлинение крыла было характерно прежде всего для дальнемагистральных самолётов. Первым отечественным лайнером с таким параметром стал Ил-96.

«За рубежом самолётов с удлинением крыла больше 10 тоже немного: Boeing 777, Boeing 787, A350. Это самые современные машины, и на момент закладки Суперджета они вышли сравнительно недавно. У самолётов размерности „Суперджета” удлинение крыла было меньше 9 единиц», – рассказал директор «Региональных самолётов».

Гражданская авиация

Почему у МС-21 нет винглетов

Большое удлинение крыла повышает аэродинамическое качество самолёта и снижает расход топлива. По оценке Долотовского, Embraer 190 в среднем расходует на 5-7% больше топлива, чем Superjet 100, несмотря на меньший поперечный размер фюзеляжа бразильского самолёта. Он добавил, что пассажиры сидят в более стеснённых условиях, а мидель у E190 существенно меньше. «Это одна из главных инноваций нашего проекта», – отметил Александр Долотовский.

Крыло «Суперджета» проектировалось с применением трёхмерной компьютерной оптимизации совместно со специалистами Центрального аэрогидродинамического института. В его конструкции использованы суперкритические аэродинамические профили пятого поколения, которые снижают волновое сопротивление на трансзвуковых скоростях, а это очень важно для самолётов, летающих на трансзвуковых скоростях, пояснил управляющий директор яковлевского филиала.

Крейсерское число Маха SSJ100 составляет 0,78-0,79. Для Embraer 190 и более ранних моделей самолётов оптимально значение около 0,75. При приближении к скорости звука на поверхности крыла возникают локальные сверхзвуковые зоны, что приводит к росту волнового сопротивления. Суперкритические профили пятого поколения позволяют снизить этот эффект.

Дополнительный выигрыш в топливной эффективности обеспечили саблевидные законцовки крыла, или сайберлеты (saberlets). Их разработали позднее, в том числе для выполнения требований, связанных с эксплуатацией Superjet 100 в аэропорту Лондон-Сити. Ирландская авиакомпания CityJet, заказавшая самолёты этого типа, планировала использовать их на маршрутах в этот аэропорт. Сайберлеты получили одобрение Росавиации в декабре 2019 года. Внедрение этой конструкции позволило улучшить топливную эффективность «Суперджета» примерно на 4%.

Аналитика, обзоры, интервью

Зачем Суперджету нужны горизонтальные законцовки крыла — сайберлеты

Сайберлеты увеличивают эффективный размах крыла и улучшают его аэродинамическое качество. Стреловидность передней кромки законцовок больше, чем у основной части крыла, при расчётном манёвре с максимальной перегрузкой это улучшает распределение нагрузки по размаху и снижает изгибающий момент. Такая конструкция позволяет увеличить размах без сопоставимого роста массы крыла. Дополнительная площадь также улучшает взлётно-посадочные характеристики самолёта. Александр Долотовский рассказал, что саблевидную форму законцовок выбрали по результатам трёхмерного компьютерного моделирования.

SaM146 имеет степень двухконтурности 4,43. Установка двигателя с более высокой степенью двухконтурности потребовала бы вентилятора большего диаметра. Для Superjet 100 это усложнило бы размещение двигателя под крылом с сохранением необходимого расстояния до поверхности земли. Изменение компоновки силовой установки могло бы также увеличить массу конструкции. Поэтому в ГСС сделали ставку на сочетание двигателя SaM146 с крылом большого удлинения, суперкритическими аэродинамическими профилями и оптимизированными законцовками.

По словам Александра Долотовского, благодаря лучшим взлётно-посадочным характеристикам SSJ100 с двигателем сравнительно небольшой степени двухконтурности, самолёт смог вписаться в требования по шуму 14-й главы ИКАО.

Артём Кириллов
для сайта «Авиация России»