Российские ученые-аэродинамики готовят революцию в авиастроении
В ЦАГИ закончились очередные испытания модели самолета МС-21, который придет на смену Ту-154 и Як-42. Именно с ним связывают будущее отечественной региональной гражданской авиации. Как рождается новая машина? Об этом корреспондент "РГ" беседует с директором ЦАГИ, доктором физико-математических наук Сергеем Чернышевым.
- Сергей Леонидович, для испытаний сделана большая модель самолета?
- Такая, какая необходима для испытаний на этой стадии. Размах крыла - 2 метра, вес - около 250 кг. Это уже не первые испытания модели. Нам важно сформировать банк данных самых различных характеристик самолета МС-21: аэродинамических, летно-технических, взлетно-посадочных и т.д. Это необходимо для проектирования целого ряда систем самолета, который должен стать самым массовым самолетом в России.
Сейчас идут очень интенсивные работы по детализации его облика. И ЦАГИ принадлежит значительная роль в вопросах совершенствования аэродинамики самолета, прочности конструкций, систем управления.
- В этот раз испытания проходили в трансзвуковой трубе Т-128. Что отрабатывали?
- Прежде всего аэродинамическую компоновку самолета с новым вариантом крыла. Оно разработано нашими специалистами с участием головного разработчика - ОКБ им. А.С.Яковлева. Нюанс в том, что нужно учесть конструктивные требования по размещению самолетных агрегатов внутри крыла. Уже можно сказать: новые подходы позволили улучшить уровень аэродинамики МС-21 более чем на 6 процентов.
- Если сравнивать с чем?
- С аналогичным показателем для самолетов типа Ту-204 и A320. Это, безусловно, большой успех.
- Какие задавались режимы и нагрузки?
- Аэродинамическая труба Т-128 позволяет проводить испытания моделей при повышенных давлениях до 4 атмосфер. Модель МС-21 была испытана в конфигурации, соответствующей крейсерскому полету. Исследованный диапазон скоростей и углов атаки шире, чем значения, встречающиеся при нормальной эксплуатации самолета.
- Институт участвует в разработке концепций более электрического и полностью электрического самолета. Эти концепции как рабочий вариант для МС-21?
- Да.
- Но что значит вообще электрический самолет?
- Если совсем просто, то в таком самолете все его системы будут управляться не тяжеловесными гидравлическими агрегатами, а с помощью электрических приводов. По мнению специалистов, это огромный шаг вперед. Более того, МС-21 будет почти на сорок процентов состоять из композитов. Сейчас же доля деталей из углепластиков в самолетах российского производства не превышает 20 процентов.
- Что дает использование композитных материалов?
- Более легкий вес самолету, повышенную аэродинамическую эффективность за счет увеличения длины крыла, хорошую прочность при статических нагрузках.
- Но, как говорят специалисты, у композитов есть и минусы?
- Есть. В частности, их повышенная хрупкость, чувствительность к климатическим условиям, необходимость постоянного мониторинга. Но плюсов все равно больше. Не случайно в новом Boeing 787 доля этих материалов превышает 50 процентов.
Сейчас в институте создается центр испытаний композитных конструкций летательных аппаратов. Здесь будут испытываться все композитные конструкции гражданских и военных самолетов, включая истребитель пятого поколения.
- А какие еще новейшие темы аэродинамики на повестке дня у ученых?
- Исследования в области полета самолета на закритических режимах, на супербольших углах атаки. Так называемые интеллектуальные конструкции, интеллектуальные планеры.
- Что это такое?
- Например, в ЦАГИ разработана технология учета использования идей адаптивности конструкции. Скажем, адаптивность крыла - явление, когда в результате деформации меняется его форма. Вообще-то такое явление считается вредным для самолета. Но мы научились использовать это во благо машины. То есть при деформации конструкции параметры самолета не ухудшаются, а, может быть, даже улучшаются в зависимости от режима полета. Идею адаптивности мы сейчас широко внедряем.
- А когда может быть завершен проект электрического самолета?
- Самолет МС-21 должен выйти на рынок к 2015 году. То есть к этому времени будет осуществлена концепция не полностью электрического, а более электрического самолета: максимальное количество приводов и агрегатов на МС-21 будет работать от электрических сигналов. А полностью электрический самолет - настоящая революция. Это поколение самолетов, которые будут уже после МС-21.
- Какие еще испытания будут с самолетом МС-21?
- План работ, в том числе экспериментальных, разработан на несколько лет. Здесь все - от испытания характеристик воздухозаборников и сопел двигателей до системы управления. Ближайшие исследования связаны с оценкой эффективности органов управления и исследованием аэродинамики самолета в условиях обледенения. Будет также отработка взлетно-посадочной механизации самолета.
- Разделяют ли ученые мнение о том, что в будущем эта машина может составить серьезную конкуренцию зарубежным аналогам?
- Безусловно. В области аэродинамики отечественные самолеты всегда успешно конкурировали с зарубежными аналогами. Получен целый ряд фундаментальных результатов, которые будут положены в основу следующего поколения самолетов. Это и результаты по значительному уменьшению шума. Это и работы по новым системам и технике проведения эксперимента.
Последнее - наш главный конек. Мы запатентовали и сейчас демонстрируем в Европе новый способ измерения параметров обтекания, который не имеет мировых аналогов. Это чрезвычайно важно для получения качественных экспериментов.
Справка "РГ"
Семейство МС-21включает три модели: MC-21-200, MC-21-300 и MC-21-400 , для каждой из которых предлагается ряд модификаций, отличающихся дальностью полета.
Базовый вариант самолета МС-21-200 рассчитан на перевозку пассажиров, багажа и груза общей массой до 12 540 кг на дальность 4700 км.
Наталья Ячменникова
