НИЦ «Институт имени Н.Е. Жуковского» (далее – Центр) продолжает научно-исследовательские работы по развитию комплексной системы управления научно-технологическим развитием авиастроения, по прогнозированию тенденций развития технологий и формированию обликов перспективных образцов авиационной техники следующего поколения.
В разработанной Центром комплексной системе управления научно-технологическим развитием все процессы формирования и принятия решений реализуются с помощью математического и компьютерного моделирования, что обеспечивает объективность, в отличие от экспертных мнений, сокращает риск необоснованных решений. В интересах данной системы создано и используется свыше 30 моделей применения перспективной авиационной техники в авиатранспортных и других интегрированных крупномасштабных системах.
Работы Центра в области прогнозирования технологического развития авиации показали, что современные технологии приблизились к «точке насыщения». Безопасность полетов современной гражданской авиации уже достигла такого уровня, что даже абсолютное количество пострадавших в авиакатастрофах снижалось несколько десятилетий, несмотря на рост объема авиаперевозок. При этом резервы повышения безопасности за счет повышения надежности авиационной техники практически исчерпаны. Далее необходимо минимизировать влияние «человеческого фактора» за счет использования интеллектуальных технологий управления, заявил Генеральный директор Центра Андрей Дутов в ходе выступления на заседании Научного совета РАН по машиностроению «Научно-технические проблемы современного авиационного двигателестроения».
«Сегодняшний уровень технологий уже не позволяет рассчитывать на значимое сокращение удельного расхода топлива. Этот показатель влияет и на стоимость авиаперевозок, и на выбросы вредных веществ. Амбициозные цели сокращения выбросов парниковых газов достижимы лишь при переходе к новым – электрическим, гибридным силовым установкам, а также к использованию топлива из возобновляемого сырья. Эти же новые типы силовых установок позволяют совершить прорыв и в области снижения уровня шума на местности, в которой традиционные технологии также достигли насыщения», – отметил Андрей Дутов.
В результате исследований Центра были выделены прорывные технологические направления, которые позволят качественно улучшить характеристики перспективной гражданской авиационной техники. Однако разрозненность НИР даже в актуальных направлениях не способствует созданию того научно-технического задела, который промышленность сможет внедрять эффективно и с приемлемыми рисками. На данный момент в Центре разработана методология системной интеграции технологий в рамках комплексных научно-технологических проектов (КНТП), которые позволяют вовремя довести до шестого уровня готовности технологий все необходимые технологии, увязав их в рамках целостных обликов перспективных объектов.
Андрей Дутов подчеркнул, что в результате проведенных Центром исследований были сформированы три стратегически значимых КНТП – сверхзвукового гражданского самолета, магистральных и региональных самолетов с гибридными силовыми установками и на водородном топливе, скоростных винтокрылых летательных аппаратов новых схем, в которых также предусмотрены «сквозные» проекты – по электрическим и гибридным силовым установкам, по интеллектуальным авиационным системам.
«В рамках работ по созданию сверхзвукового гражданского самолета с низким уровнем экологического воздействия разрабатываются проект «Стриж» (летный демонстратор комплекса технологий сверхзвукового гражданского самолета) и проект «Сивил» (демонстратор комплекса технологий двигателя сверхзвукового гражданского самолета). По направлению самолета транспортной категории интегральных схем разрабатывается проект «Магистраль-интеграл» (летный демонстратор технологий самолета с большими внутренними объемами для размещения) и проект «Регион-интеграл» (летный демонстратор технологий многоцелевого самолета с распределенной силовой установкой). По программе летательных аппаратов вертикального взлета и посадки с гибридными электрическими силовыми установками создаются «Скоростной ВКЛА» (масштабный демонстратор винтокрылого летательного аппарата с останавливаемым винтом-крылом) и «Аэрогород» (демонстратор беспилотного транспортного летательного аппарата для городских агломераций)», – заявил глава Центра.
В своем выступлении генеральный директор ФАУ «ЦАГИ» Кирилл Сыпало осветил более конкретные технологические аспекты развития гражданской авиационной техники будущих поколений, уделив особое внимание научным проблемам интеграции планера и силовой установки.
«Сегодня задачи интеграции силовой установки и планера рассматриваются как одни из важнейших с точки зрения достижения дополнительного резерва повышения экологичности и экономичности. Согласно стандартам ИКАО мы должны существенным образом до 2050 года до 50-ти процентов сократить расход топлива и выбросы, а также на 30 децибел уменьшить шум двигателя. Это требуется для того, чтобы расширить зоны возможных полетов, включая города, так как есть ограничения в том числе и по шумам. Делать это возможно при внедрении новых критических технологий вплоть до появления двигателя на иных физических принципах или топливах, изменения кардинальным образом системы управления воздушным движением, а также за счет интеграции и многодисциплинарной оптимизации облика самолета, – сказал Кирилл Сыпало. – Мы в ЦАГИ прорабатываем варианты проектирования надкрыльевой компоновки силовой установки, компоновки двигателя внутри крыла, самолетов с открытым ротором, системы отбора пограничного слоя, активной системы короткого взлета и посадки, распределенной силовой установки, а также различных вариантов интегрального облика, которые позволяют получить большую топливную эффективность и экологичность, по сравнению с традиционными компоновочными решениями».
Генеральный директор Центра Андрей Дутов подчеркнул, что, помимо технологий текущего технологического уклада, которые применяются в современных летательных аппаратах, и нового уклада, который и создается в описанных КНТП, нужно уже думать и о будущем укладе, который должен перейти в КНТП после 2030 года. Следовательно, требуется проводить фундаментальные и поисковые НИР в его обеспечение. В настоящее время формируется программа совместных исследований Центра и институтов РАН в интересах авиастроения.
В заседании приняли участие также представители ПАО «ОДК-УМПО», ОАО «Авиадвигатель», РАН и эксперты в области авиационной науки.
Гл.специалист пресс-службы ФГБУ «НИЦ «Институт им. Н.Е.Жуковского»
А. Чашинский
