Специалисты Центрального аэрогидродинамического института имени профессора Н.Е. Жуковского (входит в НИЦ «Институт имени Н.Е. Жуковского») завершили второй этап исследований полумодели перспективного малошумного ближнемагистрального самолета.
Принципиальными отличиями этого воздушного судна являются крыло малой стреловидности, обеспечивающее ламинарное обтекание, и верхнее расположение двигателей над задней кромкой крыла. Преимущества компоновки - снижение сопротивления, экранирование крылом шума от двигателя и защита от попадания посторонних предметов в воздухозаборники при взлете и посадке.
«Работы по обеспечению ламинарного обтекания пассажирских самолетов развиваются в ЦАГИ достаточно давно. Ламинарный профиль дает преимущество с точки зрения повышения технико-экономических характеристик: уменьшается расход топлива, снижается сопротивление и т.д. Однако самолетам с ламинаризированным обтеканием необходимо иметь более простую механизацию, из-за чего могут пострадать взлетно-посадочные характеристики. Из-за уменьшения стреловидности может снизиться скорость самолета. К чистоте поверхности ламинарного крыла также предъявляются повышенные требования. Сбалансировать все плюсы и минусы - непростая задача, над которой нам предстоит еще много работать», - рассказал начальник отдела отделения аэродинамики самолетов и ракет ФГУП «ЦАГИ» Анатолий Болсуновский.
Ранее специалисты института разработали концепцию и испытали полную модель БМС с размахом крыла в два метра. В дальнейшем была изготовлена крупномасштабная полумодель летательного аппарата с большей в 2,2 раза хордой. Такое решение позволяет получить более достоверные результаты в эксперименте.
В прошлом году была проведена серия испытаний полумодели в трансзвуковой аэродинамической трубе Т-128 ЦАГИ. Эксперименты с применением тепловизора подтвердили наличие протяженных ламинарных участков на верхней поверхности крыла.
Прошедший этап включал подробное изучение границ ламинарного обтекания. Также уточнялись особенности физики процесса на взлетно-посадочных режимах при отклоненной механизации в виде закрылков и щитков Крюгера (отклоняемой панели на нижней поверхности крыла), используемых на ламинарном крыле. Этот элемент механизации передней кромки уступает по эффективности обычному предкрылку, который, однако, нельзя использовать из-за наличия уступов, приводящих к преждевременной турбулизации течения.
В ходе работ ученые ЦАГИ исследовали спектры обтекания на поверхности летательного аппарата при больших углах атаки с помощью мини-шелковинок. Приклеиваемые легкие нити выстраиваются по вектору скорости, а в зонах отрыва потока отходят и совершают хаотические колебания. С помощью этого метода были выявлены зоны локальных отрывов, препятствующие достижению высоких несущих свойств крыла.
Полученные результаты позволят доработать механизацию крыла с целью приближения эффективности щитка Крюгера к эффективности стандартного предкрылка.
Следующий этап эксперимента запланирован на осень 2020 года.
Наталья Вальханская
