Очередной этап исследований перспективного малошумного ближнемагистрального самолёта (БМС) завершился в ЦАГИ. Специалисты института провели исследования с использованием крупномасштабной полумодели БМС.
Результаты исследования, эффективность
Принципиальными отличиями воздушного судна являются крыло малой стреловидности, обеспечивающее ламинарное обтекание, и верхнее расположение двигателей над его задней кромкой. Преимущества такой компоновки заключаются в снижении сопротивления, экранировании крылом шума от двигателя и защите от попадания посторонних предметов в воздухозаборники при взлёте и посадке.
Ранее в аэродинамической трубе ЦАГИ испытывались полные модели БМС. В дальнейшем для большей достоверности исследований была изготовлена крупномасштабная полумодель, на которой уточнялись особенности ламинарного обтекания верхней поверхности крыла на взлётно-посадочных режимах при отклоненной механизации в виде закрылков и щитков Крюгера, обеспечивающих снижение посадочной скорости.
Следующим шагом стала доработка механизации крыла с целью приближения эффективности щитка Крюгера к эффективности стандартного предкрылка.
Для справки >щиток Крюгера:
Механизация передней кромки слабо влияет на вогнутость профиля, по крайней мере, этим влиянием можно пренебречь. Ее роль заключается в том, чтобы затянуть начало отрыва пограничного слоя на большие углы атаки(к примеру: на этапе полёта, взлёта или посадки). Это позволяет повысить максимальное значение Cya за счет увеличения критического угла атаки. Щитки Крюгера и отклоняемые носки в выпущенном положении уменьшают пик разрежения в районе носовой части профиля, предотвращая тем самым отрыв потока в этом месте. Предкрылки, кроме того, имеют щель подобно той, что используется в щелевых закрылках. Через эту щель воздух перетекает с нижней поверхности профиля на верхнюю, увеличивая при этом скорость потока , что повышает его устойчивость к отрыву.
На завершившемся этапе работ были изучены методы устранения зон преждевременного локального отрыва воздушного потока в корневой части крыла. С целью его подавления было предложено установить вихрегенератор (это устройство, служащее для ослабления или устранения отрыва потока воздуха от поверхности обтекания) на фюзеляже перед крылом. В эксперименте исследовались различные положения вихрегенератора, было найдено оптимальное положение, при котором коэффициент максимальной подъёмной силы в посадочной конфигурации вырос на пять процентов. Такое решение позволило выйти на уровень несущих свойств, сопоставимый с уровнем самолётов с предкрылком. Концепция перспективного малошумного самолёта нового поколения начала разрабатываться ЦАГИ в рамках федеральной целевой программы «Развитие гражданской авиационной техники в 2002–2010 годах и на период до 2015 года». Первые исследования проходили в трансзвуковой аэродинамической трубе института в 2013 году.
Для справки> установка вихрегенератора:
Известно, что на режимах взлета и посадки при отклонении предкрылка возникает разрыв между фюзеляжем и предкрылком. В этой области возникает локальная зона нестационарного течения, которая приводит к ухудшению обтекания бортовой секции крыла, возникновению преждевременного локального отрыва потока при увеличении угла атаки и, как следствие, потере несущих свойств всего самолета.
Для улучшения обтекания и смещения наступления отрыва на больших углах атаки в зоне сопряжения носовой части крыла и фюзеляжа используются различные устройства, такие как вихрегенераторы различного вида, удлинители предкрылка и другие элементы конструкции. Применение вихрегенераторов в виде накладки позволяет при небольшом размере и без значительных конструктивных сложностей существенно изменить обтекание крыла и повысить несущие свойства летательного аппарата.
Вихрегенератор в виде накладки 1 установлен в области передней кромки 2 крыла 3, показанной на Фиг. 1 и 2. Накладка установлена на передней кромке крыла в виде его продолжения.
Форма накладки задается двумя сечениями передней кромки крыла. Первое сечение – внутренняя плоскость предкрылка 4; второе сечение – пересечение части передней кромки зализа 5 крыла с фюзеляжем 6 и плоскости, параллельной плоскости симметрии летательного аппарата 7, сечение взято таким образом, что продлевает внутреннюю плоскость предкрылка по размаху крыла без излома.
«В рамках исследовательского проекта по созданию перспективного малошумного самолета в ЦАГИ сформирован солидный научно-технический задел, который может быть использован при практическом проектировании машины в этом авиационном сегменте», — прокомментировал начальник отдела отделения аэродинамики самолетов и ракет ФГУП «ЦАГИ», кандидат технических наук Анатолий Болсуновский.
Источник: