Show/Observer МАКС 2011 - [25]
Надо отметить, что наряду с аэродинамическими исследованиями в ЦАГИ идут и другие работы по крылу МС-21. Например, в настоящее время в институте проходит испытания кессон крыла, созданный из композиционных материалов. Первый этап частотных испытаний композитного кессона крыла по программе МС-21 (на фото) был завершен в начале июля. Заказчиком работ выступила компания «АэроКомпозит».
Исследования проводились с целью определения собственных частот и форм шести низших тонов колебаний прототипа композитного кессона крыла и подтверждения заложенных на этапе проектирования расчетных динамических характеристик его прототипа. Результаты работ используются при проектировании композитного крыла и для уточнения параметров динамически подобной модели при испытаниях на аэроупругость в аэродинамических трубах ЦАГИ. Сейчас в комплексе прочности ЦАГИ идет подготовка к испытаниям на статическую прочность и жесткость прототипа композитного кессона крыла по программе МС-21.
Алексей Синицкий
От первого лица
«При разработке МС-21 дискуссия шла вокруг каждого сантиметра»
Сергей ЛЯПУНОВ
Заместитель генерального директора ЦАГИ
Создание ближнесреднемагистрального самолета МС-21 является одной из приоритетных гражданских программ российского авиапрома. Одновременно с разработчиком этого самолета – корпорацией «Иркут» – большую работу по данной программе на себя взял Центральный аэрогидродинамический институт (ЦАГИ), где проводятся исследования и эксперименты, связанные с аэродинамикой МС-21. О вкладе института в разработку МС-21 изданию Show Observer рассказал заместитель генерального директора института – начальник комплекса аэродинамики и динамики полета летательных аппаратов Сергей Ляпунов.
– Сергей Владимирович, в чем особенность работ по программе МС-21?
– МС-21 задумывался как инновационный самолет. Главная из инноваций – впервые в России и, более того, ранее, чем у многих ведущих авиационных производителей, самолет будет иметь композитное крыло. Принципиально важно, что речь идет не просто о широком применении композитов, а о их использовании в высоконагруженных конструкциях. Это в свою очередь оказывает существенное влияние на аэродинамическую компоновку и на аэродинамику самолета.
Традиционно аэродинамики стараются увеличить удлинение крыла, поскольку это способствует уменьшению сопротивления. Однако наше стремление упирается в увеличение массы конструкции, что заставляет искать оптимум, компромисс.
Исследования подтвердили, что композитная конструкция позволяет заметно увеличить удлинение крыла по сравнению с металлическими конструкциями. Что и реализуется на МС-21.
Типовое удлинение крыла у самолетов прошлого поколения – порядка 8-9, в современных самолетах – 10,0-10,5, на МС- 21 закладывается 11,5 (удлинение крыла – отношение размаха крыла к средней хорде (ширине) крыла. – Прим. ред.).
– Какой результат это дает?
– Основной параметр, показывающий совершенство самолета, – аэродинамическое качество. Этот показатель на больших скоростях полета у МС-21 выше, чем у лучших современных аналогов, на 5-6%. Отсюда существенная экономия топлива, увеличенная крейсерская скорость и высота полета.
– Можно услышать мнение, что выигрыш в аэродинамике крыла будет «съеден» увеличенной шириной и высотой фюзеляжа МС-21. Справедливо ли такое утверждение?
– Как аэродинамик, могу сказать, что улучшения, которые предлагаются другими дисциплинами авиастроения, зачастую негативно сказываются на аэродинамике. Это касается и проблемы повышения комфорта, которая в значительной степени определяется размерами фюзеляжа.
При разработке МС-21 дискуссия шла вокруг каждого сантиметра. Баланс был найден, и аэродинамическое качество МС- 21 именно на те 5-6% выше, чем у конкурентов, при большем размере фюзеляжа.
– Вы сравниваете МС-21 с существующими самолетами. Между тем разрабатываются программы их оснащения новыми, более экономичными двигателями. Сохранит ли МС-21 свои преимущества в новых условиях?
– Действительно, мы знаем об установке новых двигателей на существующие самолеты. Это, конечно, сближает характеристики конкурентов и самолета МС-21. Вместе с тем сама по себе ремоторизация, как минимум, не улучшает аэродинамику.
При проектировании крыла МС-21 тонкая доводка аэродинамики проводилась с учетом форм и размеров мотогондол конкретных типов двигателей, которые предполагается установить на самолет. Это дает МС-21 определенное конкурентное преимущество.
Вообще, нами проведена очень большая работа по местной аэродинамике: изучены различные элементы обтекателей механизмов закрылков, зализов, отсеков шасси и т. п. Полагаю, что это положительно сказалось на аэродинамическом облике этого летательного аппарата.
– Почему на МС-21 нет законцовок крыла?
– По этому вопросу существуют разные точки зрения. Известно, что размах крыла среднемагистрального самолета ограничен 36 м – таково требование ICAO, учитывающее реальное положение с аэродромной инфраструктурой.
Понятно, что законцовки добавляют аэродинамическое качество. Мы знаем, сколько это может дать на реальном самолете, поскольку спроектировали «крылышки» и испытали их в аэродинамических трубах. Однако установка законцовок – это дополнительный вес, и баланс получается неоднозначным.
