От МС-21 до гиперзвука: как в России испытывают проекты будущего
1 декабря исполнилось ровно 100 лет со дня основания Центрального аэрогидродинамического института (ЦАГИ). Через аэродинамические трубы этого легендарного научного учреждения «пролетели» не только все отечественные гражданские и военные самолеты, но и космический корабль «Федерация», и даже памятник «Родина-мать», что стоит в Волгограде.
При разработке нового летательного аппарата специалисты ЦАГИ сначала выдают рекомендации конструкторскому бюро, а затем дают ему экспертную оценку, проводя испытания в своих аэродинамических трубах. Казалось бы, сегодня вычислительные мощности компьютеров позволяют рассчитывать все нагрузки на виртуальной модели, и без «продувки» можно уже обойтись. Однако это не так, поясняет Сергей Чернышев, научный руководитель ЦАГИ:
Например, благодаря расчетам и испытаниям, сделанным специалистами института, стало возможным появление новой фигуры высшего пилотажа под названием «Кобра Пугачева». На Парижском авиасалоне в 1989 году летчик Виктор Пугачев, сидя за штурвалом Су-27, показал то, что зрители назвали полетом хвостом вперед, а в ЦАГИ эти необычные возможности самолета получили название «динамический выход на большие закритические углы атаки». За фантастической маневренностью советского истребителя стояли три года работы института.
Решали в ЦАГИ и более необычные задачи. Доводилось «продувать» в его трубе автомобили, ветряки, мосты, скоростные поезда, высотные трубы и даже небоскребы «Москва-Сити», естественно, в виде модели. Наверное, самой нестандартной проблемой, поставленной перед институтом в семидесятые годы прошлого века, был памятник «Родина-мать» на Мамаевом кургане. Из-за ветра меч в руках монумента начал раскачиваться, вызывая вибрациями появление трещин в конструкции. «Продувка» модели памятника в аэродинамической трубе позволила выявить ошибки в проектировании, после чего был создан динамический гаситель колебаний, а меч был заменен на имеющий продольные щели в гранях. Благодаря специалистам ЦАГИ, удалось нормализовать уровень опасных вибраций советского монумента. Полученный опыт был использован впоследствии при установке памятника Победы на Поклонной горе.
Через «медные» трубы научного института прогнали перспективный российский космический корабль «Федерация», который должен совершить первый полет в 2023 году. Специалистам РКК «Энергия» потребовалось узнать, какой толщины потребуется теплозащита, и как будет распределяться температура по поверхности аппарата при спуске на Землю.
Но все же основное назначение ЦАГИ – это помощь в разработке самолетов. Именно здесь возникла в свое время идея крыла изменяемой стреловидности, был разработан первый советский реактивный самолет и первый советский сверхзвуковой лайнер. В настоящее время институт помогает в создании перспективного среднемагистрального лайнера МС-21. Представитель компании «Гражданские самолеты Сухого» поясняет:
Из перспективных наработок в арсенале научного учреждения – разработка сверхзвукового лайнера вместимостью 10-12 пассажиров, а также различных гиперзвуковых аппаратов. Рассматривается даже возможность создания бизнес-джета, летающего со скоростью, превышающей звуковую в два раза. Подобный самолет может появиться уже к 2030 году. Занимаются в ЦАГИ и вертолетами. Например, есть интересный проект скоростного вертолета с останавливаемым винтом-крылом.
При разработке нового летательного аппарата специалисты ЦАГИ сначала выдают рекомендации конструкторскому бюро, а затем дают ему экспертную оценку, проводя испытания в своих аэродинамических трубах. Казалось бы, сегодня вычислительные мощности компьютеров позволяют рассчитывать все нагрузки на виртуальной модели, и без «продувки» можно уже обойтись. Однако это не так, поясняет Сергей Чернышев, научный руководитель ЦАГИ:
В авиационной науке исключительно важен эксперимент. Подавляющее большинство проблем не поддается аналитическому решению из-за огромного числа влияющих факторов. Наблюдения и опыт позволяют построить адекватные математические модели и дать на их основе методы инженерных расчетов.
Например, благодаря расчетам и испытаниям, сделанным специалистами института, стало возможным появление новой фигуры высшего пилотажа под названием «Кобра Пугачева». На Парижском авиасалоне в 1989 году летчик Виктор Пугачев, сидя за штурвалом Су-27, показал то, что зрители назвали полетом хвостом вперед, а в ЦАГИ эти необычные возможности самолета получили название «динамический выход на большие закритические углы атаки». За фантастической маневренностью советского истребителя стояли три года работы института.
Решали в ЦАГИ и более необычные задачи. Доводилось «продувать» в его трубе автомобили, ветряки, мосты, скоростные поезда, высотные трубы и даже небоскребы «Москва-Сити», естественно, в виде модели. Наверное, самой нестандартной проблемой, поставленной перед институтом в семидесятые годы прошлого века, был памятник «Родина-мать» на Мамаевом кургане. Из-за ветра меч в руках монумента начал раскачиваться, вызывая вибрациями появление трещин в конструкции. «Продувка» модели памятника в аэродинамической трубе позволила выявить ошибки в проектировании, после чего был создан динамический гаситель колебаний, а меч был заменен на имеющий продольные щели в гранях. Благодаря специалистам ЦАГИ, удалось нормализовать уровень опасных вибраций советского монумента. Полученный опыт был использован впоследствии при установке памятника Победы на Поклонной горе.
Через «медные» трубы научного института прогнали перспективный российский космический корабль «Федерация», который должен совершить первый полет в 2023 году. Специалистам РКК «Энергия» потребовалось узнать, какой толщины потребуется теплозащита, и как будет распределяться температура по поверхности аппарата при спуске на Землю.
Но все же основное назначение ЦАГИ – это помощь в разработке самолетов. Именно здесь возникла в свое время идея крыла изменяемой стреловидности, был разработан первый советский реактивный самолет и первый советский сверхзвуковой лайнер. В настоящее время институт помогает в создании перспективного среднемагистрального лайнера МС-21. Представитель компании «Гражданские самолеты Сухого» поясняет:
Сейчас идут тесты на сваливание. Впереди оценка взлетно-посадочных характеристик лайнера, испытания в различных климатических условиях – зимой, летом, на влажной полосе и на ледяной ВПП.
Из перспективных наработок в арсенале научного учреждения – разработка сверхзвукового лайнера вместимостью 10-12 пассажиров, а также различных гиперзвуковых аппаратов. Рассматривается даже возможность создания бизнес-джета, летающего со скоростью, превышающей звуковую в два раза. Подобный самолет может появиться уже к 2030 году. Занимаются в ЦАГИ и вертолетами. Например, есть интересный проект скоростного вертолета с останавливаемым винтом-крылом.
Информация