Вопреки внешнему санкционному давлению, российская авиационная отрасль набирает силу, делая акцент на перспективные направления и запуск новых программ. Одна из них – достижение качественно новых летно-технических, экологических и акустических показателей сверхзвуковых пассажирских самолетов нового поколения за счет решения фундаментальных научно-технических проблем сверхзвукового полета. Эти работы ведутся сегодня Научным центром мирового уровня «Сверхзвук» (НЦМУ «Сверхзвук»), координатором которого является Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского (ЦАГИ, входит в НИЦ «Институт имени Н.Е. Жуковского»). Очередное заседание научного совета НЦМУ «Сверхзвук» состоялось на площадке ЦАГИ в январе.
В его рамках эксперты рассмотрели итоги деятельности научных лабораторий НЦМУ «Сверхзвук» за 2022 год. «Сегодня мы преследуем важную цель – создание основы для последующего развития сверхзвуковой гражданской авиационной науки. НЦМУ «Сверхзвук» ориентирован на получение качественных результатов высокого уровня. В их числе – формирование отечественной базы данных для нормирования звукового удара, а также уникальной стендовой базы по сверхзвуковой авиации мирового класса», – сказал генеральный директор ФАУ «ЦАГИ», руководитель НЦМУ «Сверхзвук», член-корреспондент РАН Кирилл Сыпало.
С докладом о результатах работы лаборатории «Аэродинамика и концептуальное проектирование сверхзвуковых пассажирских самолетов с низким звуковым ударом» (ее участниками являются ЦАГИ и МАИ) выступил возглавляющий ее научный руководитель ФАУ «ЦАГИ», академик РАН Сергей Чернышев. В прошлом году специалисты подразделения продолжили исследования по развитию концепции рациональной аэродинамической компоновки СПС, усовершенствованию методов расчета звукового удара и аэродинамических характеристик самолета в целом. В 2022 году была разработана новая математическая модель турбулентного приземного пограничного слоя для моделирования параметров атмосферы около Земли; создана программа расчета распространения звукового удара в неоднородной атмосфере и др. Кроме того, проведены расчеты характеристик звукового удара под трассой полета СПС по маршрутам Москва – Нью-Йорк и Москва – Пекин. Благодаря этому определены зоны покрытия на Земле как от первичного, так и вторичного звукового удара и трехмерные зоны его слышимости.
Руководитель лаборатории «Аэроакустика и вибрации» (помимо ЦАГИ, в нее входят сотрудники ИПМ имени М.В. Келдыша РАН, МГУ), начальник научно-исследовательского центра аэроакустики ФАУ «ЦАГИ», доктор физико-математических наук Виктор Копьев представил результаты очередного цикла работ, призванного решить одну из главных фундаментальных проблем проекта – снизить шум СПС. Среди основных задач – разработка метода расчета шума струй двигателей малой степени двухконтурности и подходов к созданию оптимальных звукопоглощающих конструкций на воздухозаборниках некруглого сечения; моделирование обтекания механизированного крыла СПС на режиме посадки; определение механизма передачи звукового удара внутрь помещения при акустической нагрузке, создаваемой СПС, за счет движения оконного блока, жесткость закрепления которого в проеме необходимо повышать, и др. Также сотрудники лаборатории рассмотрели возможность оптимизации различных концепций малошумного перспективного СПС с бустерными винтовыми движителями, изучили тематические модели носового шасси с длинными стойками. С помощью этих инновационных решений предполагается в перспективе значительно улучшить акустические характеристики авиалайнера на местности.
Ключевые результаты деятельности лаборатории «Прочность и интеллектуальные конструкции» (участники – ЦАГИ, МАИ, ПФИЦ УрО РАН) озвучил научный руководитель Пермского федерального исследовательского центра УрО РАН, доктор технических наук, академик РАН Валерий Матвеенко. В их числе – создание нелинейных моделей анализа полетных нагрузок на конструкцию планера, разработка методики оптимизации бионической конструкции отсека фюзеляжа, метода моделирования накопления повреждений конструкции, программного комплекса, позволяющего выполнять отчетность по проведенным исследованиям в автоматизированном режиме и др.
Руководитель лаборатории «Газовая динамика и силовая установка» (входят ФАУ «ЦИАМ им. П.И. Баранова» (ЦИАМ) и МАИ), советник генерального директора по научной работе ЦИАМ, доктор технических наук Александр Ланшин представил результаты разработки методов и технических решений в обеспечение проектирования перспективной силовой установки нового СПС. На данном этапе ключевыми направлениями работы были исследования входных устройств в интеграции с планером, методов шумоглушения, улучшения экологических характеристик перспективной силовой установки. Исследовались также высокотемпературные керамические композитные материалы, отрабатывались технологии изготовления и испытаний деталей для горячей части двигателя, проведены исследования его рациональных схем и обликов.
О работе лаборатории «Искусственный интеллект и безопасность полетов», объединившей специалистов ЦАГИ, ГосНИИАС, МАИ, МГУ, рассказал ее руководитель, профессор, заведующий кафедрой МАИ, доктор технических наук Александр Ефремов. Он продемонстрировал результаты анализа, расчетов и экспериментов по разработке высоконадежных алгоритмов систем ручного и автоматического управления полетом СПС, формирования единого информационно-управляющего поля кабины самолета на основе технологий искусственного интеллекта, технического зрения и дополненной реальности, осветил вопросы оптимизации траектории СПС с целью снижения шума, разработки подсистем реконфигурации и кибербезопасности, создания перспективной системы визуализации и подвижности средств полунатурного моделирования. Еще одной темой обсуждения стало создание интеллектуальной системы поддержки экипажа в сложных режимах полета.
