МЕСТОПОЛОЖЕНИЕ: ВЕЛИКОБРИТАНИЯ / ФАРНБОРО
На территории бывшего Королевского авиационного центра в Фарнборо (графство Гэмпшир, Великобритания) находятся аэродинамические трубы, сооружавшиеся с первой половины XX века. Они внесли значительный вклад в создание образцов авиационной техники, которые теперь считаются классическими. Формы самолетов Спитфайр, Торнадо, Харриер и Конкорд рождались именно здесь, а одна из аэродинамических труб, позже оборудованная подвижным дорожным покрытием, стала использоваться для испытаний гоночных автомобилей «Формулы-1». Эта конструкция стала одной из главных испытательных установок для авиапромышленности Великобритании.
В 1990-е гг. старые площадки Королевского авиационного центра были проданы частному застройщику, но, к счастью, все пять исторических установок будут сохранены. И есть надежда, что три аэродинамические трубы не останутся просто туристическими достопримечательностями, а будут продолжать работать как инструмент для научных и инженерных исследований.
Самая большая и внешне эффективная аэродинамическая труба – это «низкоскоростная» установка диаметром 7,3 м, построенная в 1935 и закрытая в 1996 г. Это огромное, похожее на скульптуру бетонное сооружение (с лопостями двигателя цвета красного дерева), величина которого позволяет проводить испытания настоящих самолетов и других крупных объектов, в том числе лопастей вертолетных винтов, радиолокационных антенн и архитектурных элементов зданий. Труба также использовалась для тестирования парашютов и исследований свойств хвойных деревьев, проводимых Комиссией по лесному хозяйству Великобритании. Именно здесь проходили испытания самолеты Спитфайр, Харрикейн, VC10, Трайдент и ВАС111, а также устройства вертикального взлета и посадки, предназначенные для реактивного истребителя Харриер.
Сама аэродинамическая установка, размещенная внутри так называемого здания Q121, состоит из огромной бетонной оболочки, в которой находится двигатель размером 7,3 м. Механизм настолько хорошо сбалансирован, что огромный пропеллер можно повернуть рукой. В действующем состоянии пропеллер затягивает воздух из рабочей зоны и заставляет его двигаться по кругу со скоростью до 185 км в час. Казалось бы, это не очень большая цифра, однако в авиации низкие скорости являются критическими, а вопросы потери скорости, поворотов и маневров на низких скоростях занимают важное место при конструировании самолетов. Самолет устанавливают на сложных механизмах – аэродинамических весах – или, наоборот, подвешивают на козловых кранах перед соплом трубы. Установка также имеет «систему принудительной вентиляции», которая вытягивает воздух через отверстия, проделанные в воронкообразном раструбе, ведущем к двигателю.
Эта гигантская конструкция настолько хорошо смоделирована для выполнения своих функций, что сам ее внешний вид внушает мысль об огромной силе. И действительно, установка так мощна, что лопасти двигателя защищены стальной сеткой, похожей на противолодочную, которая предотвращает попадание обломков в двигатель и его порчу, в случае если во время испытаний объект разваливается на части.
В здании R133 находится еще более мощная, но внешне не столь впечатляющая установка, похожая на космический корабль. Околозвуковая аэродинамическая труба, известная как «Бутыль», гораздо меньше, чем описанное выше устройство. Установка размером всего лишь 2,4х1,8 м в сечении была сооружена в 1942 г. Скорость воздушных потоков в ней может достигать 1.610 км в час. Здесь проводились испытания Конкорда. При температурах до 50 градусов «Бутыль» может работать на скоростях с числом Маха, равным 1,2 и ниже. В меньшей по размерам (61х46) аэродинамической трубе, в которой использовалось сходное оборудование, скорости воздушных потоков могли доходить до М=1,4.
Эта аэродинамическая труба – все же больше механизм, чем здание, и во время работы огромные стальные двери, движущиеся по рельсам, плотно закрываются, изолируя ее от внешнего мира. Внутри размещаются модели самолетов длиной около 1,8 м. Их испытания проходят при огромных скоростях и меняющемся давлении. Поскольку установка проектировалась и строилась в докомпьютерную эру, направление воздушных потоков определялось простым, но очень эффективным способом. Устройство, на котором крепится модель, покрывалась слоем мелового порошка, который становился тоньше в тех местах, где движение воздуха было наиболее интенсивным (это выглядит примерно так, как если бы вы подули на тонкий слой песка, лежащий на столе). Таким образом, можно получить реальную картину распределения воздушных потоков по поверхности модели. Именно так и проводились аэродинамические испытания уменьшенных моделей Конкорда.
К сожалению, эта испытательная установка была списана в 1994 г. и вряд ли будет использоваться в дальнейшем. Из-за износа оборудования и огромного количества энергии, которая требуется для работы этих установок, владельцы территории считают их использование по назначению непривлекательным с коммерческой точки зрения. «Использование установки вряд ли будет рентабельно из-за высокого энергопотребления, нагрузки системы охлаждения и высокой стоимости текущего обслуживания», - заявил Фонд авиационных исследований в Фарнборо, который планирует сохранить аэродинамическую трубу как памятник инженерного искусства. Даже несмотря на почтенный возраст этих установок, такой подход – в известной степени расточительство. В «Бутыли» можно было бы проводить испытания при скоростях с М=1,2 и при давлении от 0,25 до 3,0 атмосфер. Однако теперь такие задачи все чаще решаются с помощью компьютерных программ.
Аэродинамическая труба в Фарнборо: интересные факты
• Аэродинамические трубы, прежде принадлежащие Королевскому авиационному центру, теперь является собственностью компании-застройщика Слау Эстейтс. Раз в два года здесь по-прежнему будет проходить знаменитая авиационная выставка. По данным маркетинговой компании Simple Analytics , помимо этого, в Фарнборо появится 160.000 кв. м офисных площадей.
• Планируется, что три из пяти установок будут использоваться в коммерческих целях. Среди них – низкоскоростная аэродинамическая труба диаметром 7,3 м.
