Проекты летательных аппаратов местных авиалиний будущего разрабатывают в ЦАГИ ученые Центра комплексной интеграции технологий (ЦКИТ) в рамках НИР «MANGo», а винты — специалисты отделения аэродинамики силовых установок института.

Ранее была создана аэродинамическая компоновка шестилопастного воздушного винта на основе аэродинамических профилей ЦАГИ для маршевых силовых установок перспективных турбовинтовых самолетов вместимостью 9–19 пассажиров.

Особенностью разработанного проекта является его изначальная увязка с характеристиками перспективного двигателя и параметрами одно- и двухдвигательных самолетов местных авиалиний, разрабатываемых под требования обеспечения скорости полета 400–450 км/ч, дальности с максимальным числом пассажиров 1400–1500 км и длины взлетно-посадочной полосы (ВПП) 650 м.

«За счет такого инновационного подхода уже на ранних стадиях проектирования параметров системы „самолет — двигатель — воздушный винт“ возможно обеспечение высокой топливной эффективности летательного аппарата при удовлетворении противоречивых требований по скорости, дальности и длине ВПП. Кроме того, удастся унифицировать силовые установки для 9- и 19-местного самолета. Это увеличит их серийность, снизит себестоимость производства и эксплуатации», — рассказал заместитель начальника ЦКИТ ФАУ «ЦАГИ» — руководитель программ реализации научных проектов авиации общего назначения и воздухоплавательной техники Андрей Дунаевский.

На следующем этапе была спроектирована, изготовлена и испытана модель воздушного винта. В ходе экспериментальных исследований в одной из аэродинамических труб института специалисты определили такие характеристики винта, как коэффициенты тяги и мощности, а также коэффициент полезного действия (КПД) на крейсерских режимах полета при числах Маха 0.36–0.4. Эти данные будут использованы для уточнения летно-технических характеристик самолетов. По итогам эксперимента было подтверждено, что спроектированный винт обладает высоким КПД — около 90%, что гарантирует эффективность использования энергии двигателя и экономичность воздушного судна в целом.

Следующим этапом исследований станут испытания в большой аэродинамической трубе малых скоростей для определения аэродинамических характеристик на взлетно-посадочных режимах.

Источник: Пресс-служба ЦАГИ

Исследования возможности внедрения силовой установки с толкающим винтом вместо тянущего обусловлены актуальностью задачи увеличения внутреннего пространства самолета и необходимостью размещения экологичного топлива внутри фюзеляжа. Такие перспективы уже исследуются зарубежными разработчиками летательных аппаратов: проект ZeroEmission фирмы Airbus, ЕС, или проект, уже поднявшийся в воздух, Celera 500L фирмы Otto Aviation,США.

Специалисты отделения аэродинамики силовых установок института сначала разработали метод оптимального проектирования воздушных винтов, применимый для тянущей и толкающей схемы. Затем на его основе был создали винт, оптимизированный под заторможенный поток в следе за фюзеляжем.

Преимущества расположения винта за фюзеляжем или мотогондолой следуют из импульсной теории винта и подтверждены расчетами и многочисленными экспериментами. Однако есть и обратная сторона этого эффекта — увеличение сопротивления всего летательного аппарата. Это связано с уменьшением давления в хвостовой части из-за работающего винта.

«Наша задача стояла в поиске баланса между этими явлениями: было необходимо увеличить тягу и при этом сохранить обтекание самого фюзеляжа. С этим мы успешно справились и получили хороший задел для создания будущих летательных аппаратов» — прокомментировал результаты исследований руководитель проекта, начальник отдела ФГУП «ЦАГИ», кандидат технических наук Виталий Губский.

В ходе проектирования и создания толкающего винта специалистам института удалось улучшить его компоновку, при этом получив увеличение тяги и снижение шума. В результате эксперимента было подтверждено, что предлагаемая схема винта позволяет увеличить скорость полета летательного аппарата и снизить потребную мощность, по сравнению с винтом в классической тянущей схеме.

Источник: Пресс-служба ФГУП «ЦАГИ»