ЦАГИ для МС-21: инновационные решения

28 мая совершил первый полет новый пассажирский самолет МС-21-300, в создании которого активное участие принимал Центральный аэрогидродинамический институт имени Н.Е. Жуковского (входит в НИЦ «Институт имени Н.Е.Жуковского»). Разработчик воздушного судна – ПАО «Корпорация «Иркут».

ЦАГИ с самого старта программы МС-21 вносил свой вклад в проектирование перспективного лайнера. Ученые института реализовали масштабный комплекс исследований и предложили ряд инновационных решений.

Совместно со специалистами ПАО «Корпорация «Иркут» был сформирован банк данных аэродинамических характеристик на всех эксплуатационных режимах самолета. Ученые выполнили аэродинамическое проектирование крыла большого удлинения с учетом взаимодействия с двигателями большой степени двухконтурности. Это обеспечивает высокий уровень аэродинамического качества на крейсерском режиме и нормированные запасы по бафтингу. Также в ЦАГИ выполнено аэродинамическое проектирование современной взлетно-посадочной механизации, обеспечивающей эксплуатационные требования по аэродромам базирования, отработана безопасная эксплуатация на режимах реверса тяги, проведено аэродинамическое проектирование мотогондолы отечественного двигателя ПД-14.

Эксперты института в области гидродинамики провели исследования для отработки аварийной посадки самолета на воду. Специалисты ЦАГИ по аэроакустике изучили источники шума лайнера – на местности, в салоне и кабине экипажа, дали рекомендации по его снижению.

Широкий комплекс работ по проекту МС-21 реализован учеными комплекса прочности ЦАГИ. Созданы методы обеспечения статической, усталостной и динамической прочности самолета, с точки зрения нормативной базы – обеспечены расчетные условия прочности крыла и оперения из композиционных материалов. Специалисты института разработали критерии допустимости повреждений для конструкции композитного крыла МС-21, определили ожидаемые за срок службы сценарии случайных ударных повреждений, установили вероятностные закономерности ударов различных энергий, определили пороги визуальной контролепригодности вмятин от ударных воздействий на композитных обшивках. Специально для проекта нового лайнера в ЦАГИ были созданы 22 стенда для прочностных и частотных испытаний отдельных агрегатов и натурного планера, разработаны программы испытаний, проведен значительный цикл исследовательских и сертификационных работ по прочности элементов конструкции и изолированных агрегатов (фюзеляж, крыло, оперение). 

Внушительным вкладом в программу стали расчетные и стендовые исследования ЦАГИ по разработке алгоритмов комплексной системы управления (КСУ) с расширенным функциональным составом, обеспечивающих высокий уровень безопасности полета и улучшения комфорта управления. На полунатурном пилотажном стенде ПС-МС ЦАГИ отработан реальный вычислитель КСУ. Также в институте проведены испытания активных боковых ручек управления и активной системы снижения нагрузок воздушного судна. В ЦАГИ тренировался летный состав ПАО «Корпорация «Иркут» к выполнению первого полета самолета МС-21.

МС-21-300 – пассажирский самолет нового поколения вместимостью от 163 до 211 пассажиров, ориентированный на самый массовый сегмент рынка авиаперевозок. Летательный аппарат обеспечит пассажирам качественно новый уровень комфорта  благодаря самому большому в классе узкофюзеляжных самолетов диаметру фюзеляжа. По своим летно-техническим данным и экономичности самолет МС-21 превосходит существующие аналоги. Прежде всего – благодаря крылу из полимерных композиционных материалов, впервые в мире созданному для узкофюзеляжных самолетов вместимостью свыше 130 пассажиров. В конструкции самолета доля композитов составляет свыше 30%, что является уникальным решением для этого класса лайнеров. Помимо этого, воздушное судно предлагается заказчикам с двумя типами двигателей – PW1400G компании Pratt & Whitney (США) и ПД-14 Объединенной двигателестроительной корпорации (Россия). Двигатели нового поколения отличаются уменьшенным расходом топлива и низким уровнем шума и эмиссии вредных веществ. Таким образом, самолет отвечает перспективным требованиям по защите окружающей среды.