Ученые ведущих научных организаций обсудили проблемы создания сверхзвукового пассажирского самолета нового поколения

Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского (входит в НИЦ «Институт имени Н.Е. Жуковского») и Московский авиационный институт – участники консорциума научного центра мирового уровня «Сверхзвук» (НЦМУ «Сверхзвук») – выступили организаторами международной конференции «Фундаментальные проблемы создания сверхзвукового пассажирского самолета нового поколения». Мероприятие прошло в рамках научного форума «Национальная экосистема высокоскоростного транспорта» в Сочи на площадке Федеральной территории «Сириус».

Работа конференции проходила в пяти секциях. Модератором секции «Аэродинамика и концептуальное проектирование сверхзвукового пассажирского самолета (СПС) с низким звуковым ударом» выступил научный руководитель ФАУ «ЦАГИ», академик РАН, руководитель лаборатории № 1 НЦМУ «Сверхзвук» Сергей Чернышев. Во вступительном слове он отметил, что создание СПС нового поколения – это, прежде всего, демонстрация технических возможностей института, других предприятий отрасли и ведущих вузов для ответов на большие технологические вызовы. Реализовать такой масштабный проект можно, только объединив усилия представителей всех уровней авиационного комплекса России.

Открыл сессию доклад доктора технических наук Андрея Пухова, директора проектного комплекса «Гражданская авиационная техника» ФГБУ НИЦ «Институт имени Н. Е.  Жуковского» с названием «Современные факторы создания сверхзвукового гражданского самолета нового поколения». Ученый рассказал о комплексной целевой программе создания СПС с низким уровнем экологического воздействия на окружающую среду. Программа включает научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы, производство, сертификацию СПС и создание системы поддержки самолета в эксплуатации.

В числе тем других научных сообщений – выбор параметров СПС нового поколения, оптимизация аэродинамической формы фюзеляжа и крыла высокоскоростного авиалайнера, рекомендации при формировании внешнего облика СГС с низким уровнем звукового удара, методы моделирования звукового удара в неоднородной атмосфере. С анализом экспериментальных данных по состоянию атмосферы в регионах Центральной Азии выступил приглашенные ученый из Физико-технического института имени С.У. Умарова Национальной академии наук Таджикистана профессор Сабур Абдуллаев.

На секции «Аэроакустика и вибрации» (модератор – начальник отделения аэроакустики и экологии летательных аппаратов ФАУ «ЦАГИ», доктор физико-математических наук Виктор Копьев) были представлены доклады, посвященные проблемам шума перспективного сверхзвукового самолета на местности и в салоне и вопросам вибрационных и акустических нагрузок для высокоскоростных течений. Выступление, открывшее заседание, – «Новая концепция СПС, удовлетворяющего нормам по шуму на местности», – было посвящено инновационному методу снижения шума СПС на местности.

Также ученые рассмотрели такие вопросы, как проблемы снижения шума вентилятора двигателя сверхзвукового пассажирского самолета с помощью звукопоглощающих конструкций и эффекта экранирования, исследования аэроакустических свойств сверхзвуковой струи на расчетном режиме истечения с помощью методов численного моделирования и др. Исследованиям вибрации элементов конструкции планера был посвящен доклад академика В.Е. Шахматова и профессора А.Б. Прокофьева из Самарского НИУ имени А.Н. Туполева.

Секцию «Прочность и интеллектуальные конструкции» возглавил руководитель лаборатории центра прочности летательных аппаратов ФАУ «ЦАГИ», кандидат технических наук Александр Шаныгин. Сессию открыл его постановочный доклад от группы авторов под научным руководством академика Валерия Матвеенко из Федерального исследовательского центра Уральского отделения РАН, в которым были представлены результаты исследований, проведенных в НЦМУ «Сверхзвук», по развитию концепции гибридной конструкции планера, где ряд ответственных высоконагруженных отсеков формируется на основе пробионических конструктивно-силовых схем (КСС). Такая конструкция имеет потенциал в снижении веса планера по сравнению с металлической или композитной конструкцией на основе традиционных КСС.

Также специалисты осветили исследования прочностных, жесткостных и весовых параметров силового каркаса отсека фюзеляжа авиалайнера, использование методов декомпозиции для поиска критических полетных случаев нагружения планера, внедрение технологии роботизированного изготовления гибридной конструкции на основе нерегулярного каркаса и др.

В рамках секции «Искусственный интеллект и безопасность полетов» (модератор – начальник отделения динамики полета и систем управления летательных аппаратов ФАУ «ЦАГИ», доктор технических наук Сергей Баженов) прозвучали доклады, посвященные интеллектуализации управления полетом самолетов для повышения безопасности пилотирования, технологии отработки элементов электронной индикации на пилотажных стендах, теоретическому подходу к выбору характеристик загрузки рычагов управления СПС и др. В частности, была рассмотрена интеллектуальная система поддержки экипажа в сложных условиях полета. Определены функции и архитектура интеллектуальной системы оценки летной ситуации и поддержки экипажа в таких режимах. Разработана логика ранжирования обнаруженных потенциальных конфликтных ситуаций и предложения по форматам представления этой информации экипажу.

Работа секции «Газовая динамика и силовая установка» осветила такие важные направления работ, как численные исследования пространственных сверхзвуковых воздухозаборных устройств, проблемы создания деталей из конструкционных композиционных материалов в силовой установке СПС и др.

«Я уверен, что продуктивная работа секций и обсуждения результатов фундаментальных и прикладных работ позволят достигнуть прогресса в исследовании проблем аэродинамики, прочности, аэроакустики и вибраций высокоскоростного транспорта, наметить пути совместного решения текущих и перспективных задач», – подытожил работу конференции Сергей Чернышев.

Форум «Национальная экосистема высокоскоростного транспорта» прошел при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации в рамках реализации Программы создания и развития научного центра мирового уровня «Сверхзвук» на 2020–2025 годы. Содействие в проведении также оказывали Научный Совет РАН по машиностроению и Совет по Приоритету научно-технологического развития «Связанность территории». Соорганизатором мероприятия выступил Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова.