Как в России ведется разработка нового сверхзвукового пассажирского самолета
Группа российских инженеров в рамках проекта НЦМУ «Сверхзвук» работает над созданием новых технологических решений для создания перспективного сверхзвукового пассажирского самолета (СПС) следующего поколения. Работы ведутся при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации под эгидой Центрального аэрогидродинамического института имени профессора Н. Е. Жуковского (ЦАГИ). В группу разработчиков входят Московский авиационный институт (МАИ), Пермский федеральный исследовательский центр Уральского отделения Российской академии наук, Центральный институт авиационного моторостроения имени П. И. Баранова (ЦИАМ) и другие. Как сообщают представители МАИ, на базе консорциума создано пять лабораторий, каждая из которых решает собственный пласт задач, касающихся нового самолета. Расскажем о них подробнее.
В лаборатории «Аэродинамика и концептуальное проектирование СПС с низким звуковым ударом» создали собственную методику расчета и программный комплекс, позволяющий решить вопросы формирования облика сверхзвукового пассажирского самолета в соответствии с сертификационными нормами: помимо того, что новый российский сверхзвуковой самолет должен будет обладать высокими аэродинамическими характеристиками, необходимо, чтобы воздушное судно отличалось низким уровнем шума на режимах взлета и посадки и низким уровнем звукового удара во время крейсерского полета на сверхзвуковой скорости. Полученные расчеты позволили разработать несколько вариантов формы лайнера.
В лаборатории «Прочность и интеллектуальные конструкции» разрабатывают пробионические конструкции самолета, системы мониторинга состояния конструкции, построенные на принципах решетки Брэгга, занимаются изучением технологического процесса ударной лазерной проковки. Пробионика – интересное направление конструирования объектов, когда конструктивно-силовые схемы агрегатов самолета предлагается строить по принципу скелета, где разные части адаптированы под разные нагрузки. Уже разработано два варианта пробионических конструкций крыла нового СПС. Они исследованы с точки зрения массы и прочности. Кроме того, разработана универсальная методика микромеханического и послойного прочностного моделирования элементарных и конструктивно-подобных образцов из полимерных композитов. Главная цель использования пробионических конструкций — снизить вес агрегатов воздушного судна и повысить степени их интегральности.
В лаборатории «Газовая динамика и силовая установка» создается программный комплекс для расчета процесса распространения загрязнений от летательных аппаратов, в том числе перспективного сверхзвукового пассажирского самолета.
В лаборатории «Искусственный интеллект и безопасность полета» разрабатывают специальную систему управления новым СПС на основе синтеза традиционных и совершенно новых технологий. Сейчас учеными предложено несколько вариантов структур системы управления, построенных на принципах нейросетевого подхода и адаптивного управления.
Особое направление работ – кабина будущего русского сверхзвукового лайнера. Прямого видения пространства впереди такого самолета не предусмотрено, и пилот будет получать всю информацию о полете по совокупности дисплеев, объединённых в единое информационное поле. В рамках этого направления в МАИ разрабатывается специальный прогнозный дисплей, повышающий безопасность пилотирования. Технология позволяет прогнозировать траекторию движения воздушного судна и визуализировать ее в виде трехмерного коридора с набором меток, который поможет пилоту корректировать курс. Уже проведена серия исследований, которые показали, что такой дисплей позволяет точнее выполнять задачу пилотирования с меньшей загрузкой пилота. Разработка тестировалась на дозвуковых самолетах, а теперь будет адаптироваться для сверхзвукового – это работа на ближайшие два года.
Специалистами Московского авиационного института предложена идея активного рычага управления самолетом. Выходной сигнал такого рычага пропорционален усилию, прикладываемому к нему. Как показали предварительные исследования, при использовании такого устройства ошибка пилотирования уменьшается более чем в 2 раза.
Также в данной лаборатории исследуют оптимизацию траектории движения перспективного сверхзвукового пассажирского самолета с точки зрения уменьшения шума и исключения столкновений с другими воздушными судами, разрабатывают интеллектуальную систему поддержки летчика, комплекс мониторинга всех систем воздушного судна, системы реконфигурации, кибербезопасности и др. Все решения будут отработаны на специальном пилотажном стенде, который также создается коллективом российских ученых.
По материалам МАИ
