Как повысить аэродинамическое качество гражданского воздушного судна? Использование какой компоновки уменьшит расход топлива? Какие меры необходимо предпринять, чтобы авиалайнер стал более вместительным и комфортным для пассажиров?
Исследование эффективности альтернативных компоновок магистральных самолетов – основная цель, поставленная в научно-исследовательской работе «Интеграл-МС», координируемой ФГБУ «НИЦ «Институт имени Н.Е. Жуковского».
В интересах этой задачи ученые Центрального аэрогидродинамического института имени профессора Н.Е. Жуковского (ЦАГИ, входит в НИЦ «Институт имени Н.Е. Жуковского») сопоставляют аэродинамические схемы летательных аппаратов. Компоновки проектируются для решения транспортной задачи – перевозка 220–250 пассажиров на дальность 8 000–9 000 км.
В ЦАГИ изучаются различные варианты перспективных магистральных самолетов, от классической до интегральной, в которой фюзеляж плавно сопрягается с крылом. В настоящее время рассматриваются три потенциальных варианта будущего авиалайнера.
Первый (МС-1) представляет собой классическую компоновку с фюзеляжем в форме окружности. Два других – МС-2 и МС-3 – имеют овальные фюзеляжи и различаются друг от друга расположением крыла. В свою очередь, третья компоновка имеет конструктивную особенность – развитый (интегральный) наплыв между консолями крыла и фюзеляжем. Такое решение позволит увеличить аэродинамическое качество и несущие свойства на малых скоростях, что даст возможность уменьшить потребную длину взлетно-посадочной полосы. Использование овального фюзеляжа снизит расход топлива и увеличит место для пассажиров, тем самым повысив комфортность перелета. Кроме того, в самолете расширится нижняя палуба, где можно было бы перевозить больше грузов. Однако, в сравнении с классической, проверенной в десятках уже летающих объектов компоновкой, рассматриваемые альтернативные схемы недостаточно изучены и нуждаются в детальных длительных исследованиях.
В интересах НИР специалисты института спроектировали, разработали и изготовили уникальную комбинированную аэродинамическую модель. На ней можно проводить испытания трех описанных конфигураций перспективного магистрального самолета.
«В результате предварительных работ мы сформировали аэродинамическую компоновку перспективного магистрального самолета, позволяющую достичь более высоких технико-экономических показателей по сравнению с существующими решениями. Это безусловно актуально для обеспечения доступности авиаперелетов в нашей стране», – прокомментировал научный сотрудник Центра комплексной интеграции технологий ФАУ «ЦАГИ» Александр Крутов.
Далее специалисты ЦАГИ провели испытания комбинированной модели в аэродинамической трубе малых скоростей. Эксперименты проводились на скорости 50 м/с по углам атаки и скольжения. В результате экспериментов получены аэродинамические характеристики всех трех конфигураций. В этом числе – определение эффективности рулей высоты и направления, а также влияние элементов компоновки – хвостового оперения и мотогондол. Сравнение показало, что вариант МС-3 не имеет принципиальных отличий в аэродинамике от классической схемы при малых скоростях и обладает более благоприятными несущими и моментными параметрами.
На следующем этапе ученые ЦАГИ проведут испытания комбинированной модели в трансзвуковой аэродинамической трубе на крейсерских режимах полета.
