Современные подходы к развитию высокоскоростного транспорта обсудили участники симпозиума, организованного ЦАГИ в Санкт-Петербурге. О представленных на встрече направлениях научной мысли рассказала пресс-служба института.
Разработка высокоскоростного транспорта – важный вызов в развитии транспортной системы страны, определяющий уровень экономического, технического и социального развития страны и обеспечивающий связанность ее территорий. В области авиастроения эта задача решается сегодня в том числе силами научного центра мирового уровня «Сверхзвук» (НЦМУ «Сверхзвук»), инициированного Центральным аэрогидродинамическим институтом имени профессора Н.Е. Жуковского (ЦАГИ, входит в НИЦ «Институт имени Н.Е. Жуковского») в 2019 году. В рамках деятельности НЦМУ «Сверхзвук», а также научной кооперации ЦАГИ, Российской академии наук и Ростовского государственного университета путей сообщения был организован симпозиум «Высокоскоростной транспорт». Мероприятие состоялось на площадке XIII Всероссийского съезда по фундаментальным проблемам теоретической и прикладной механики в Санкт-Петербурге.
Сопредседателями симпозиума выступили генеральный директор ФАУ «ЦАГИ», член-корреспондент РАН Кирилл Сыпало, научный руководитель ФАУ «ЦАГИ», вице-президент РАН, академик РАН Сергей Чернышев, также модерировавший встречу, и председатель Научного совета РАН по инновационным проблемам транспорта и логистики, академик РАН Владимир Колесников. Как отметил Владимир Колесников, состояние и совершенствование транспортной системы имеют для России важнейшее значение, так как является фундаментом для развития экономики страны. Особую актуальность, с учетом колоссальной протяженности транспортных магистралей, приобретает высокоскоростной транспорт.
«Для успешной реализации на новом витке развития сверхзвукового проекта требуется решение ряда научно-технических проблем. Это, например, достижение высокого уровня аэродинамических характеристик на до- и сверхзвуковых скоростях и взлетно-посадочных режимах, обеспечение низкого уровня громкости звукового удара при полете сверхзвукового пассажирского самолета (СПС), допустимого уровня шума на местности при взлете и посадке СПС, реализация высокой весовой отдачи и необходимой жесткости конструкции планера при малой относительной толщине крыла в условиях аэродинамического нагрева и другие. Поиск ответов на эти противоречивые вопросы ведут специалисты НЦМУ «Сверхзвук», и сегодня мы узнаем об основных результатах их деятельности и направлениях дальнейших исследований», – сказал в ходе пленарного выступления генеральный директор ФАУ «ЦАГИ», член-корреспондент РАН Кирилл Сыпало.
Симпозиум включал пять секций: «Аэродинамика: методы расчета и экспериментальные исследования применительно к СПС нового поколения с низким звуковым ударом», «Вопросы аэроакустики и вибрации высокоскоростного транспорта», «Расчетные исследования воздухозаборников применительно к СПС нового поколения», «Искусственный интеллект и безопасность полетов применительно к СПС нового поколения» и «Прочность и интеллектуальные конструкции в СПС нового поколения».
В ходе первой из них выступил начальник отделения аэродинамики самолетов ФАУ «ЦАГИ», доктор физико-математических наук Андрей Волков. Его доклад был посвящен разработке метода аэродинамической оптимизации компоновки сверхзвукового гражданского самолета (СГС) по критериям минимизации сопротивления и звукового удара (соавторы О.В. Карась, У.Г. Ибрагимов). Данный метод является эффективным численным инструментом, который позволит проектировщику выбрать оптимальные аэродинамические формы на ранних этапах аэродинамического проектирования.
Доклад «Роль шума обтекания планера в проблеме удовлетворения сверхзвуковыми гражданскими самолетами перспективных норм ИКАО» представил начальник научно-исследовательского центра аэроакустики ФАУ «ЦАГИ», руководитель лаборатории «Аэроакустика и вибрации» НЦМУ «Сверхзвук», доктор физико-математических наук Виктор Копьев (соавтор И.В. Беляев). Он рассказал, что с помощью расчетных методов ученые института оценили шум планера СГС на режиме посадки. Выявлено, что уровень шума может быть меньше, чем у дозвукового самолета той же максимальной взлетной массы в аналогичной ситуации.
Итоги работы «Обеспечение инвариантности и расширение набора функций комплексной системы управления самолетом в случае многомерного управления» озвучил начальник отделения динамики полета и систем управления летательных аппаратов ФАУ «ЦАГИ», доктор технических наук Сергей Баженов (соавторы Г.А. Лазурин, Р.И. Терехов). По его словам, специалистами отделения сформирован подход к синтезу алгоритмов комплексной системы управления летательного аппарата, использующей несколько органов управления. Это позволит минимизировать балансировочное сопротивление воздушного судна, повысит его аэродинамическое качество, обеспечит отказобезопасность, снизит нагрузки на конструкцию.
Несколько докладов ученые ЦАГИ представили на секции «Прочность и интеллектуальные конструкции в СПС нового поколения». Среди них – «Формирование основных принципов создания легких и надежных про-бионических конструкций перспективных СПС» (С.Л. Чернышев, Е.А. Дубовиков, А.А. Ионов, А.Н. Шаныгин), «Исследование весовой эффективности конструкций отсеков фюзеляжа перспективного СПС с нерегулярной сетчатой структурой» (Д.В. Ведерников, М.Ч. Зиченков, М.Д. Левченков, А.Н. Шаныгин, Е.А. Дубовиков), «О минимизации упругих деформаций модели при испытаниях в аэродинамической трубе» (Ф.З. Ишмуратов, Ю.А. Найко, В.Н. Нгуен, С.И. Кузьмина, О.В. Карась), «Моделирование автоколебаний упругого ламинарного крыла в трансзвуковом потоке на основании энергетического метода» (С.И. Кузьмина, Ф.З. Ишмуратов, О.В. Карась) и др.
XIII Всероссийский съезд по фундаментальным проблемам теоретической и прикладной механики состоялся с 21 по 25 августа в Санкт‑Петербургском политехническом университете Петра Великого. Мероприятие проводится с 1960 года один раз в пять лет. В нем традиционно принимают участие ученые и представители организаций, играющих значимую роль в развитии передовых направлений в областях теоретической и прикладной механики и смежных наук.
