В МГУ разработан метод расчёта флаттера лопастей винта самолёта ЛМС-901 «Байкал»

Фото: © пресс-служба МГУ им. М.Ломоносова

Специалисты Научно-исследовательского института механики Московского государственного университета разработали математическую модель и программное обеспечение для расчёта флаттера воздушного винта, идущего по импортозамещению на замену американскому от компании Hartzell Propeller Inc. для лёгкого пассажирского многоцелевого самолёта ЛМС-901 «Байкал». Работы проводятся в соответствии с контрактом с АО «Уральский завод гражданской авиации», сообщили в пресс-службе МГУ имени М.В.Ломоносова.

В конструкциях современных воздушных винтов широко применяются композиционные материалы, обеспечивающие высокое массовое совершенство изделия. Однако существенный разброс механических характеристик, свойственный композиционным материалам, обостряет проблемы возникновения флаттера, который является опасным явлением аэроупругости, приводящим к разрушению таких конструктивных элементов, как лопатки турбины, лопасти винта или крыло самолёта.

Расчёт флаттера является важной задачей, решаемой на этапе проектирования конструкции. Часто он проводится на основе упрощённых методов, которые не обладают достаточной точностью для описания современных композитных лопастей сложной формы и не соответствуют современному уровню развития вычислительной техники. Этим обуславливается необходимость разработки математических моделей и программного обеспечения, позволяющего прогнозировать области устойчивости лопастей с учётом нескольких форм собственных колебаний.

В настоящее время для определения границ флаттера лопастей винта самолёта отсутствует промышленное программное обеспечение, общепринятое в конструкторских бюро авиастроительной отрасли, в связи с чем расчёт флаттера представляет собой нетривиальную задачу. Математическая модель и её программная реализация для подобных расчётов в трёхмерной постановке учитывает произвольное число форм колебаний и предполагает использование квазистационарной или же нестационарной аэродинамической теории. Учёными НИИ механики МГУ проведено исследование устойчивости на нескольких полётных режимах и даны рекомендации, которые позволят избежать возникновение флаттера.

«Проведённая работа позволит спроектировать воздушный винт, аналогичный по внешним обводам импортному, но имеющий оптимальные массовые и жёсткостные характеристики, обладающий устойчивостью к флаттеру», – прокомментировал руководитель работы со стороны НИИ механики МГУ Василий Веденеев.

Он добавил, что разработка современных методов расчёта флаттера чрезвычайно важна для развития российской гражданской авиации.