Экологичный и тихий: специалисты ЦИАМ рассказали о двигателях для авиации будущего

Согласно Государственной программе Российской Федерации по развитию авиационной промышленности на 2013-2025 годы, отечественная авиация в ближайшей перспективе должна пойти в рост на мировом рынке. При этом условием ее выхода на рынок становится соответствие жестким международным экологическим стандартам ИКАО по эмиссии вредных веществ и авиационному шуму.
 
Как при помощи перспективных инженерных решений сделать авиадвигатель более эффективным и менее шумным на VI Открытой всероссийской конференции по Аэроакустике, организованной ФГУП «ЦАГИ», рассказали специалисты Центрального института авиационного моторостроения имени П.И. Баранова (ЦИАМ, входит в НИЦ «Институт имени Н.Е. Жуковского). 
 
— Разработка новых конкурентоспособных двигателей — затратный и длительный процесс, — отметил на пленарном заседании начальник отдела ЦИАМ Анатолий Полев. Он рассказал о формирования облика двигателей магистральных пассажирских самолетов 2030-х годов, отметив, что срок разработки новых технологий в авиадвигателестроении — 10-16 лет, а их освоение и внедрение в летательные аппараты — еще столько же.
 
Сотрудники ЦИАМ прогнозируют снижение удельного расхода топлива на крейсерском режиме полета на 20-30% по сравнению с двигателями 2000-х годов. При этом необходимо обеспечить существенное улучшение экологических показателей, а также увеличение ресурса основных деталей в «горячих» и «холодных» частях авиадвигателя. 
 
Экологическая эффективность двигателей — одно из приоритетных направлений исследований ЦИАМ. В Институте разрабатываются технологические решения, которые позволят не только современным, но и перспективным самолетам стать менее шумными. Например, шевронные сопла для снижения шума выхлопной струи двигателя. Результаты работы и были представлены на конференции.
 
— Шевронные сопла снижают шум струи на величину порядка двух децибел, — отметили в ЦИАМ. — В двигателях с умеренной степенью двухконтурности, где струя является одним из основных источников шума, шевроны снижают общий шум самолета на местности. 
 
В рамках разработки перспективного отечественного сверхзвукового пассажирского самолета специалисты ЦИАМ исследуют подходы к снижению его шума. Один из возможных вариантов — управление тягой силовой установки. Акустическую эффективность можно обеспечить за счет специальных программ управления тягой двигателя при взлете и посадке. 
 
— При малошумном управлении взлетной тягой обеспечивается максимальное снижение скорости выхлопной струи благодаря поддержанию максимального расхода воздуха, — пояснили исследователи. — Это дополнительно снижает скорость струи и уменьшает уровень шума. 
 
Наряду с возможностями оптимизации традиционных технологий, в ЦИАМ исследуются и прорывные решения для авиации, нетрадиционные конструктивно-компоновочные схемы, глубоко интегрированные с элементами планера. Один из примеров — гибридные силовые установки, где привод вентиляторов осуществляется одновременно от турбин и электродвигателей.