В свете постоянного стремления к совершенствованию авиационных технологий, Центральный аэрогидродинамический институт под руководством ЦИАМ имени П.И. Баранова и ФАУ «CибНИА имени С.А. Чаплыгина» заявили о том, что в рамках научно-исследовательской работы «Интеграл-РС» они работают над проектом регионального самолета с импеллерной электрической силовой установкой. Известие об этом появилось в пресс-релизе ЦАГИ.
Электролёт, разрабатываемый специалистами, обладает уникальной особенностью - способностью совершать взлёты и посадки на коротких взлетно-посадочных полосах, что делает его идеальным решением для отдалённых муниципальных образований.
В результате интересного подхода и инновационных решений, исследователи из ЦАГИ предсказывают, что новый самолёт сможет занять свою нишу в сегменте региональной авиации, причём это касается не только российского, но и мирового рынка.
Для сравнения, традиционные воздушные суда типа Ан-24 и Як-40 ещё активно используются для коммерческих перевозок в нашей стране, но появление нового электрического самолета может привнести в отрасль совершенно новые возможности и перспективы.
Для обеспечения более эффективного взлета и посадки самолетов требуется разработка инновационных технологий. В этом контексте, исследовательские работы в области аэродинамики играют ключевую роль.
Одним из перспективных решений является использование электрической импеллерной распределённой силовой установки (ИРСУ) для увеличения подъёмной силы крыла. ЦАГИ, в тесном сотрудничестве с НИЦ "Институт имени Н.Е. Жуковского", активно проводит исследования, включая испытания в аэродинамической трубе, с целью оптимизации работы воздухозаборного устройства двигателя регионального самолета.
Планируемая технология энергетического управления, разработанная совместно с институтами НИЦ "Институт имени Н.Е. Жуковского", представляет собой инновационный подход к увеличению коэффициента подъёмной силы крыла и повышению эффективности полётов региональных самолетов. Обеспечение оптимальной работы воздухозаборного устройства двигателя через применение инновационной импеллерной технологии позволит улучшить аэродинамические характеристики самолетов и снизить их топливные издержки.
Современные технологии в авиации открывают перед нами новые возможности. Одной из таких технологий является использование импеллеров, вращающихся колес с лопастями или лопатками, для уменьшения разбега и пробега авиалайнеров. Это особенно важно для отдалённых районов нашей страны, где есть аэродромы с короткими взлётно-посадочными полосами.
Импеллер, будучи вращающимся колесом, играет ключевую роль в процессе сжатия воздуха и увеличения скорости потока. Это позволяет сократить длину разбега и пробега при взлёте и посадке, снижая не только потребление топлива, но и повышая безопасность полётов.
Заместитель начальника Центра комплексной интеграции технологий ФАУ «ЦАГИ» Евгений Пигусов подчеркнул, что использование импеллеров становится актуальным для отдалённых территорий, где эксплуатация авиалайнеров с короткими взлётно-посадочными полосами является обычным делом. Такие инновации позволяют сделать авиаперелёты более эффективными и безопасными.
Исследования по интеграции планера и импеллерной силовой установки в ЦАГИ позволили создать новый способ генерации реактивной тяги. Одним из ключевых компонентов этой технологии стал разработанный воздухозаборник, который прошел серию тщательных испытаний.
Специалисты анализировали характеристики воздушного потока во входном отверстии двигателя, изучали профиль полного давления перед воздухозаборником и отслеживали траекторию движения газа с использованием разнообразных методов визуализации.
Полученные измерения и данные о газодинамических параметрах играют ключевую роль в дальнейших этапах разработки. Они будут использованы для проведения лётных испытаний опытного отсека крыла на специальной летающей лаборатории. Результаты исследований открывают новые перспективы в области авиационной техники и могут привести к значительным улучшениям в работе двигателей и других систем самолётов.
В процессе экспериментов, проведенных в аэродинамической трубе прямоточных двигателей, моделировалась работа воздухозаборного устройства ИРСУ на крейсерском режиме полета при скоростях от 136 до 204 м/с (490-734 км/ч). Перед воздухозаборником изучался профиль полного давления, а также измерялись газодинамические параметры воздушного потока на входе в двигатель.
Несмотря на сложность и разнообразие факторов, требующих учета при проведении таких экспериментов, с помощью метода "густого" масла удалось визуализировать траекторию движения газа по поверхности модели в области воздухозаборного устройства. Методика проведения испытаний в составе опытного отсека крыла позволила получить ценные данные о воздушном потоке и влиянии конструкционных особенностей на аэродинамические характеристики.
Для успешной реализации проекта авиадвигателя были получены ключевые характеристики потока воздуха, питающего двигатель. Эти характеристики включали коэффициент восстановления полного давления, зависимость параметров воздухозаборника от различных факторов, таких как угол атаки, скольжение и скорость.
Важные данные, полученные в результате моделирования расхода воздуха, будут использованы при подготовке и проведении летных испытаний на опытном отсеке крыла, установленном на исследовательском самолете Як-40ЛЛ в СибНИА.
Для дальнейшего развития авиационной индустрии в России был реализован проект по созданию демонстратора с опытным отсеком крыла, оборудованным пятью электрическими импеллерами. Этот опытный отсек предназначен не только для экспериментальных исследований в аэродинамической трубе ЦАГИ, но и для проведения летных испытаний как часть программы летающей лаборатории Як-40ЛЛ.
На пути создания инновационных систем для авиации, ЦАГИ воплотили свои идеи в демонстраторе, который прошел испытания в аэродинамической трубе малых скоростей. Этот этап был направлен на тестирование системы управления и питания импеллеров, а также механизма уборки-выпуска защитных створок, способных предотвратить попадание посторонних предметов.
В ходе испытаний был использован комплекс методов, включая визуализацию обтекания при помощи люминисцентных минишелковинок и тепловизора. Эти измерения проводились в условиях, максимально приближенных к реальным полетам, что позволило получить ценные результаты. Первичный анализ данных испытаний подтвердил надежность и эффективность механизмов выпуска и уборки защитных створок.
Исследования, проведенные с использованием электрической распределённой силовой установки и системы измерений при базовых напряжениях питания, продемонстрировали отличные результаты. Эти данные не только подтвердили правильность принятых проектных решений, но и позволили выйти на новый этап экспериментов.
Наземные и лётные испытания следующего этапа будут осуществляться с использованием опытного отсека крыла с импеллерами на борту летающей лаборатории Як-40Л, стационарно размещенной в ФАУ «СибНИА имени С.А. Чаплыгина». Предполагается, что результаты этих испытаний помогут глубже исследовать потенциал применяемой технологии и выявить перспективы ее развития.
