«Авиационная наука: 100 лет на службе Отечеству».

 Москва, Охотный ряд, Государственная Дума – так можно представить одно из важных событий, которое открыло, если можно так выразиться, юбилейный год отечественной прикладной науки в авиационно-космической отрасли, которая способна формировать опережающее научно-техническое и технологическое далёкое и близкое российской авиации и космонавтики – «Авиационная наука: 100 лет на службе Отечеству».

Все позитивное, что может быть создано,  на основе принципов систематизации, междисциплинарной интеграции в научно-исследовательской деятельности по разработке прорывных технологий в приоритетных направлениях развития авиационной техники, своевременного и повсеместного воплощения в конструкторское и производственное внедрение современных разработок, методов и способов по уверенному становлению «на крыло» отечественной авиации. Сделать, по — истине новый шаг, опираясь на богатейшую историю и современные возможности по широкому использованию научных разработок, заделов и достижений в области авиастроения в интересах развития современной экономики нашего государства. Примерно так, на одном дыхании, можно было бы охарактеризовать открытие тематической выставки, организованной в стенах Государственной Думы руководством Национального исследовательского центра – института имени Н.Е.Жуковского и входящих в его состав ведущих, самых известных и авторитетных российских научно-исследовательских организаций нашей авиационной промышленности: ЦАГИ, ЦИАМ, ГосНИИ АС, СибНИА, ГкНИП АС.

Лейтмотивом организации значимого и представительного форума, безусловно, послужило предстоящее столетие Центрального аэрогидродинамического института имени профессора Н.Е.Жуковского, знаменитого ЦАГИ – одного из крупнейших государственных научных центров авиационной и ракетно-космической отрасли, основанного в переломный революционный период истории нашего государства в далёком 1918 году по инициативе учёного-механика, новатора и патриота Николая Егоровича Жуковского, стоящего у истоков аэродинамики, который был одним из первых в мире, кто сосредоточился на решении практических задач в интересах разработки и создания функциональной и надёжной авиационной техники, опираясь на теоретические научные знания и экспериментально-исследовательские данные.

Ему удалось организовать исследовательскую работу и научное творчество параллельно со строительством мощной базы института, что позволило проводить исследования и практическую работу по широкому кругу проблем, комплексно связанных с аэродинамикой, гидродинамикой, новыми конструктивными особенностями создаваемых аппаратов тяжелее воздуха и прочностью этих достаточно хрупких по нашим представлениям летательных аппаратов. Практически одновременно с получением новых положительных результатов тех или иных исследований и экспериментов отрабатывались предложения и давались рекомендации конструкторам и инженерам-производственникам, которые занимались созданием образцов авиационной техники того времени. Так закладывались основы научного подхода в отечественном самолётостроении и формировалось новое направление прикладной науки. Структура ЦАГИ оперативно развивалась, отвечая на новые запросы, задачи и проблемы, возникающие при создании техники и организации производства, при испытаниях и эксплуатации летательных аппаратов и масштабных натурных образцов, узлов и агрегатов.

В середине тридцатых годов прошлого столетия – авиация выходит на новые рубежи технического развития. Значительно усилилась мощность двигателей, увеличилась взаимозависимость влияния винта на аэродинамику самолёта, возросли эксплуатационные нагрузки и скорости полёта летательных аппаратов, появились скоростные монопланы и цельнометаллические конструкции самолётов, что требовало новых инженерных и технологических решений. У ЦАГИ возникла необходимость дальнейшего развития фундаментальной научной и лабораторной базы, в частности в направлении наибольшего масштабирования и приближения результатов испытаний к натуре. В это время были построены несколько аэродинамических труб, в том числе самая большая (и по сей день) в Европе – аэродинамическая установка Т-101, многочисленные испытательные стенды, устройства и технические приспособления, например, для прочностных испытаний образцов авиационной техники.

Во время Великой Отечественной войны учёные, инженеры,  техники и испытатели — сосредоточили все свои силы, умения, опыт  и навыки на совершенствовании и модернизации боевых самолётов и их возможностей с учётом изменяющейся тактики ведения воздушного боя и нанесения бомбовых и штурмовых ударов по противнику, не забывая и о создании и разработках новых, перспективных образцов авиационной техники, закладывая основы по формированию облика и технологий для будущей реактивной авиации.

Послевоенный период охарактеризовался новыми технико-технологическими и конструктивными подходами по изучению влияния больших и сверх больших скоростей полёта на особенности конфигурации, создаваемых сверхзвуковых и гиперзвуковых летательных объектов в виде самолётов и ракет различного назначения.  Для этих целей дополнительно разрабатывается и создаётся целый комплекс аэродинамических труб и газодинамических установок, стендов, устройств, обеспечивающих моделирование условий полёта при широком диапазоне скоростей от 10 м/с до соответствующих числам М-25. Например, трансзвуковые и сверхзвуковые аэродинамические трубы, которые позволяют испытывать модели военных и гражданских самолётов с целью отработки аэродинамики, динамики полёта и анализа аэроупругости, устойчивости и управляемости, возможностей работы силовых установок и их всережимных входных устройств – воздухозаборников. Кроме того, в гиперзвуковых аэродинамических трубах (Т-116, Т-117) проводятся испытания моделей гиперзвуковых самолётов будущего, ракет и космических аппаратов в скоростном воздушном потоке до чисел М–20.  В вакуумных аэродинамических трубах исследуются модели воздушно-космической техни

Лаборатории прочности ЦАГИ имеют в своём арсенале необходимое оборудование для статических, динамических и ресурсных испытаний натурных образцов техники, отдельных конструктивных элементов и агрегатов, а также электрогидравлические испытательные машины и стенды с широким диапазоном знакопеременных нагрузок и усилий. Есть специальные стенды, воспроизводящие реальные климатические, температурные, акустические условия и нагрузки, действующие на летательные аппараты, узлы, агрегаты и специалистов их обслуживающих – это, так называемые, термовакуумные и реверберационные камеры, новейшие передвижные виброизмерительные лабораторные комплексы.

Уникальная экспериментальная база в современных условиях позволяет проводить исследования по распределению давления и динамических нагрузок на основные поверхности самолётов и их управляющие элементы в виде предкрылков, закрылков, интерцепторов, элеронов, элевонов, триммеров, компенсаторов, щитков, гребней и других технических приспособлений, которые входят в общее понятие – управление воздушными судами. Изучать влияние интерференции, возмущений и детальные особенности физических явлений обтекания различных конструкций летательных аппаратов, комплексное влияния работы силовых установок на работоспособность и полётные режимы воздушных судов и боевых комплексов в условиях, к примеру, глубокой интеграции силовых установок (движителей) различной конструкции и принципов в общую компоновочную схему нового по облику летательного объекта.

Много внимания уделяется исследованиям вертолётной техники, совершенствованию аэродинамических, аэроакустических, аэроупругих характеристик несущих и рулевых  винтов, способов снижения вибрации и шума, повышения эксплуатационных скоростей полёта,  их надёжности и эффективности применения в практическом использовании.

Особое место в исследованиях занимает гидроавиация и амфибийные системы летательных аппаратов с шасси на воздушной подушке, на подводных крыльях, с шасси повышенной проходимости, в том числе, уже хорошо известного колёсно-лыжного и лыжного вариантов использования взлётно-посадочных устройств. При этом разрабатываются наиболее эффективные гидродинамические компоновки, выбираются обводы несущих корпусов и поплавковых систем, изучается динамика движения в подводной среде высокоскоростных объектов в режимах развитой кавитационной струи, что позволяет создавать системы ракет-торпед нового поколения, существенно превосходящих предыдущие образцы по основным тактико-техническим показателям. В современных условиях у специалистов ЦАГИ в распоряжении гидродинамические каналы, скоростной гидростенд, бассейн переменного давления, плавающая катапульта для моделирования аварийной посадки авиационной техники на воду.

Ещё одним современным направлением деятельности института являются научно-технические исследования, связанные с  динамикой полёта и автоматизированными системами управления летательными аппаратами, роль которых становится потенциально определяющей. Эти системы не только направлены на облегчение пилотирования воздушных судов, но и способны значительно улучшать характеристики устойчивости и управляемости, лётно-технических и взлетно-посадочных характеристик, параметров и экономических показателей, а также существенно повышающих общую безопасность полётов. При этом, специалисты обращают внимание на разработку основных и сопутствующих алгоритмов управления, синтезу количественно-качественных показателей, влияющих на роботизацию процессов и системность коммуникабельности и повышения искусственно-машинного управляющего интеллекта на перспективных или даже существующих воздушных судах по отдельным направлениям: повышая уровень автоматизации систем управления, интеграции функций ручного (директорного) и автоматического управления, с защитой функционально-эксплуатационных режимов полёта в интересах общей безопасности полётов.  Одновременно проявляя интерес к системам активного интеллектуального влияния на нагрузки динамически распределённого характера с целью комфортности и гарантированной безопасности управления (автобалансировок, стабилизации углового положения и своевременного парирования возмущающих моментов и ошибочных действий по основным координатным осям положения воздушного судна в пространстве). Формирование новой архитектуры управления летательными аппаратами не только через электромеханические кинематические схемы, но и адаптивные по давлению локальные энергоэффективные воздушно-гидравлические системы. Исследования, связанные с критическими режимами полётов и  предотвращением выхода на опасные параметры и надёжным, логически грамотным, своевременным выводом воздушных судов из сложного пространственного положения по алгоритму: «предупреждение – предотвращение – вывод из сложного положения» и локализация вообще нештатной ситуации на борту на различных этапах полёта.

Приоритетным и важнейшим элементом исследований в настоящее время и в обозримом будущем остаются эргономическая оптимизация и методически грамотная, правильная организация рабочих мест членов экипажей и операторов воздушных судов различного назначения, с учётом всех психофизиологических, моторика-рефлекторных и антропометрических возможностей и параметрических характеристик функционирования человека в системе «оператор – машина – среда», особенно применительно к сложным и нештатным ситуациям  в полёте.

Отдельно можно вести разговор об исследованиях динамики планирующих парашютных систем, которые осуществляются в современных условиях и относятся к самостоятельному направлению одного из видов транспортных средств для доставки людей, грузов и техники в труднодоступные районы при чрезвычайных и нештатных ситуациях или в угрожаемый период при подготовке к отражению агрессии и вторжения противника в суверенное пространство нашего государства или при охране и обороне Государственной границы.

Для достижений высоких эксплуатационных характеристик современных летательных аппаратов специалисты ЦАГИ работают по таким уникальным направлениям деятельности, как реализация программ в области неразрушающих методов анализа, диагностики и испытаний конструкций воздушных судов, отдельных узлов и агрегатов. Совершенствования методов статических и динамических нагрузок, на усталостную прочность и аэроупругую устойчивость натурных элементов и моделей, систем «он-лайн» мониторинга нагруженности и реального состояния конструкций, используемых в авиастроении и ракетной техники. Разработка и внедрение «умного» отечественного ударочувствительного и термостойкого полимерного покрытия для авиационных конструкций, изготовленных из композитных современных материалов, в целях индикации и обнаружения малозаметных повреждений в композитных конструкциях воздушных судов в ходе их повседневной эксплуатации на практике.

Учитывая постоянно ужесточающие нормы и правила относительно эксплуатации воздушных судов со стороны ИКАО, специалисты института активно работают над тем, чтобы отечественная техника соответствовала международным стандартам, нормам и правилам по эмиссии выхлопных газов, электромагнитной совместимости, излучающим энергетическим  полям и авиационным шумам. Например, авиационный шум считается одним из негативных факторов влияния авиационного транспорта на окружающую среду и  даже на  прочность и работоспособность летательных аппаратов и бортовой аппаратуры. При этом постоянно изучаются и исследуются процессы возникновения, условий физического шумообразования, выявляются его источники, процессы передачи звуковой энергии с учётом конструктивных особенностей летательных аппаратов, формируются процессы звукопоглощения и изоляции шумов, снижения вообще комплексного уровня виброакустических нагрузок. Много внимания уделяется акустики силовых установок ракетно-космической техники, всесторонне решаются и проблемы термодинамики, прочности и управления боевыми ракетами и ракет-носителей космического назначения, охватывая все этапы их полёта в воздушно-космическом пространстве.

В современных условиях ЦАГИ разрабатывает и корректирует международные и национальные стандарты глобальной и региональной атмосферы по задачам деятельности международной системы стандартизации для  единообразия  физического понимания состояния земной атмосферы и ближнего космоса.

В высокоскоростной вакуумной аэродинамической трубе испытываются теплозащитные материалы, проводятся комплексные исследования крылатых пилотируемых спускаемых космических аппаратов нового поколения, изучаются возможности использования электроракетных двигателей на основе использования сверхвысотных слоёв разряженной атмосферной оболочки планеты в качестве рабочего тела для подобных силовых установок.

С исторически далёких дней создания ЦАГИ и по настоящее время сохраняется значимость направлений фундаментальных работ, которые изначально были определены требованиями и перспективами развития прикладной авиационной науки. Во всем мире сегодня известны и признаны труды наших учёных, исследования и наработки в области механики жидкости, газа и плазмы, численных методов и программ расчёта обтекания тел пространственной конфигурации потоком газа в большом диапазоне скоростей, ламинарно-турбулентных условиях, переменного значения. Математических и натурных моделей обтекания летательных аппаратов, особенностей течения газов в воздухозаборниках и сопловых аппаратах. Изучаются процессы образования плазмы, формирования плазменного и ионизационного потоков в термодинамических и аэродинамических условиях их формирования в полёте с числами Маха до 20 в воздушно-вакуумной среде при неравномерном теплообмене и при переходных режимах обтекания исследуемых объектов.  Исторически сформированная объективная научно-прикладная  школа и комплекс уникальных экспериментальных установок дополняют друг друга и дают им возможность проводить опережающие исследования по широкому кругу проблематики, своевременно отвечающих всевозможным вызовам в развитии и становлении отечественной и мировой авиационно-космической отрасли в целом.

Развитие российской науки и технологий в авиастроении потенциально связаны с приоритетами по безопасности и надёжности, экологичности и экономичности, хорошего запаса эксплуатационного ресурса, конкурентоспособности на внутреннем рынке и признания в мировой авиационной транспортной системе.  Значительные успехи есть и при разработках нетрадиционных проектно-компоновочных схем воздушных судов, а также методов глубокой интеграции планера и силовых установок, принципиально новых  концепций двигателей, определяющих облик авиатехники будущего поколения.  Разработана конфигурация лёгкого административного сверхзвукового  самолёта с низким уровнем звукового удара по маршрутно-шлейфовому  полётному следу.  Ведутся работы по созданию беспилотного аппарата большой продолжительности полёта для мониторинга использования национального воздушного пространства и окружающей среды.   В плотную занимаются проблемами использования в авиации электросиловых двигательных установок, гибридных систем основанных на использовании традиционных двигателей на углеводородном топливе и электрических машин, разрабатываются воздухоплавательные системы (дирижабли, аэростаты) длительного барражирования в атмосфере при использовании солнечной энергии и ещё много интересных, инновационных, прорывных проектов можно было увидеть на стендах, физически самостоятельно оценить рассматривая макеты, схемы и снимки, а также слушая пояснения представителей соответствующих структур, участвуя в экспресс-конференциях, проводимых возле отдельных стендов, изучая другие материалы и документы выставки.

Для депутатского корпуса и приглашённых на столь презентабельное мероприятие, проводимое в стенах Государственной Думы, все это не могло не произвести положительного эффекта, не говоря уже о том, что всему этому предшествовало заседание соответствующего парламентского комитета и солидное официальное открытие выставки.

С вступительным словом к собравшимся обратился первый заместитель председатель комитета Государственной Думы по экономической политике, промышленности, инновационному развитию и предпринимательству, Президент Ассоциации «Лига содействия оборонным предприятиям» Владимир Владимирович Гутенёв, который охарактеризовал данное мероприятие, как своевременное, нужное и значительное событие этого года – года российской авиационной науки.

Затем выступали с небольшими презентационными докладами и приветствиями генеральный директор НИЦ им. Н.Е. Жуковского Андрей Дутов, руководитель фракции КПРФ в Государственной Думе Геннадий Зюганов, академик РАН Борис Алешин.

Достаточно подробно изложил смысл проводимых мероприятий директор ЦАГИ Сергей Чернышев, который остановился на основных этапах становления и развития своего института и подчеркнул, что перед присутствующими развёрнута достаточно эксклюзивная, хотя и не большая, но достаточно информативная экспозиция от первых изобретений в истории российского воздухоплавания и зарождения авиации до новинок отечественного авиапрома — все, чем по истине может гордиться на сегодня наша страна.  Кроме того в арсенале института имеется значительный научно-технический,  исследовательский, технологический и кадровый потенциал, современная научно-исследовательская и хорошая экспериментальная база, позволяющая решать широкий круг теоретических вопросов, проводить фундаментальные исследования и  одновременно внедрять полученные данные в современных и будущих образцах авиационной техники.  Сохранена школа научно-исследовательского потенциала и высокой инженерно-технической культуры формирования, в том числе,  современной прикладной авиационной науки, что вполне конкретно отражено в самом названии – сто лет на службе Отечеству и авиации.

Потом было предложено ознакомиться со стендами и информационными объектами, которые были представлены не только специалистами ЦАГИ, но и другими институтами и центрами, входящими в состав НИЦ института им. Н.Е. Жуковского.

Владимир ПОПОВ, заместитель главного редактора журнала «Авиапанорама», кандидат технических наук, заслуженный военный летчик РФ, генерал-майор

 

 

ВАШ КОММЕНТАРИЙ БУДЕТ ПЕРВЫМ

Написать ответ

Вы вошли как П.ИвановВыйти?


Ваш комментарий будет первым

Написать ответ

Выш Mail не будет опубликован


*


Рейтинг@Mail.ru Яндекс.Метрика