Авиация России

В Центральном аэрогидродинамическом институте имени профессора Жуковского идёт разработка системы многодисциплинарного проектирования воздушного винта для силовой установки самолёта местных воздушных линий. Региональные турбовинтовые самолёты способны повысить транспортную доступность отдалённых территорий Крайнего Севера, Сибири и Дальнего Востока страны, и эффективные воздушные винты приобретают в этой связи особенную актуальность.

Научно-исследовательская работа учёных ЦАГИ объединит программные средства численного моделирования в единый комплекс, а её значимость заключается в формировании единого подхода к решению задачи проектирования высокоэффективных воздушных винтов, которые должны соответствовать необходимым требованиям по условиям эксплуатации, ресурсу, весу, шуму на местности и другим параметрам. Основная цель НИР – сокращение сроков и повышение качества разработки воздушного винта за счёт развития методов проектирования, численного моделирования и многодисциплинарной оптимизации.

«Создавая систему многодисциплинарного проектирования, мы провели численные расчёты аэродинамических, акустических и прочностных характеристик воздушного винта, а затем прошли стендовые испытания. После сопоставления расчётных и экспериментальных данных были проанализированы условия и возможности применения комплекса современных расчётных методик для определения параметров воздушного винта регионального самолёта. Результаты НИР востребованы в наших КБ при разработке новых образцов отечественной летательной техники», – рассказал начальник НИЦ развития высокопроизводительных вычислений ФАУ «ЦАГИ» Кирилл Анисимов.

После анализа научно-технического задела по данной тематике специалисты НИЦ провели интеграцию расчётных методик определения аэродинамических, акустических и прочностных характеристик в единую систему многодисциплинарной оптимизации винта регионального самолёта. После этого была разработана программа, реализующая макет системы многодисциплинарного проектирования и оптимизации воздушного винта, а также описаны интерфейсы для её интеграции с системой проектирования облика перспективной авиационной техники.

На следующем шаге был проектирован и изготовлен натурный композитный винт, испытания которого проводились на винтовой установке СДУ-104М в большой аэродинамической трубе Т-101. В ходе эксперимента измерялись тяга и крутящий момент воздушного винта, а также параметры напряжённо-деформированного состояния лопастей винта. Для этого использовались бесконтактные оптические методы стереовидеограмметрии и тензометрии, а также впервые – телеметрическая система СКИ-64, разработанная специалистами отделения измерительной техники и метрологии ЦАГИ. СКИ-64 обеспечивала одновременную регистрацию данных с тензометрированных лопастей и передачу их по встроенному радиоканалу на рабочее место оператора. Данные, полученные в ходе исследований, использовались для уточнения численных методов.

«Результаты НИР лягут в основу научно-технического задела по аэродинамическому проектированию перспективных воздушных винтов с учётом требований по аэроакустике, прочности и согласованию параметров самолёта и силовой установки. Далее специалисты планируют провести верификацию и валидацию численных моделей определения характеристик воздушного винта на основе более обширных стендовых и натурных экспериментальных данных, полученных на региональном самолёте», – пояснили в ЦАГИ.

701