ТЕХНОЛОГИИ (последнее)
СВЕРХЗВУКОВЫЕ САМОЛЕТЫ
Машиныи и моторы. Технологии и инновации. Оборудование.
Работы по созданию гиперзвуковых летательных аппаратов ведутся уже давно. Сейчас в мире ими заняты 13 стран. Как отмечено в еженедельной газете научного сообщества "Поиск", Россия ранее в этой области находилась на лидирующих позициях. Но потом, в силу объективных и субъективных причин, растеряла это преимущество. Однако и сегодня у нее сохранился соответствующий огромный научный багаж.
Так, в Институте теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича (ИТПМ) СО РАН (Новосибирск) впервые в мире экспериментально изучены механизмы стабилизации ламинарного* течения при больших скоростях, что являлось одной из проблем современной аэротермодинамики. Переход от одного течения к другому существенно влияет на сопротивление летательного аппарата в воздушной среде**.
На заседании Президиума РАН, состоявшемся в Москве в сентябре 2010 г., был сделан доклад "Аэротермодинамика воздушно-космических систем будущего". Один из его авторов, заместитель председателя СО РАН, директор ИТПМ академик Василий Фомин встретился с сотрудником газеты "Поиск" Ольгой Колесовой и рассказал ей о перспективах подобных полетов.
Хотелось бы, заметил он, из Москвы в Новосибирск, Владивосток, Нью-Йорк и обратно полететь на сверхзвуковом самолете, сэкономив массу времени. Однако, к сожалению, и сейчас, по его мнению, в гиперзвуковой аэродинамике существует несколько проблем: обеспечение бесперебойной работы двигателя, управление в воздушных течениях, создание теплозащитных материалов и охлаждение конструкции летательных аппаратов.
При больших скоростях необходимо использовать прямоточный воздушно-реактивный двигатель, который отличается от обычного сверхзвуковым сгоранием. Для сохранения его эффективности необходимо избегать торможения приходящего воздуха и производить сжигание топлива в сверхзвуковом воздушном потоке. На стендах института экспериментально изучалась работа такого двигателя, и есть положительные результаты.
Следует отметить, при больших скоростях они достигают такой температуры в атмосфере, как и метеориты. Авария американского космического корабля "Шаттл", приведшая к возгоранию и гибели людей, - тому подтверждение. Все зависит от обшивки. А какой должна быть ее поверхность - гладкой или пористой? Над этим тоже размышляют сотрудники ИТПМ.
Почему не нашли применения сверхзвуковые гражданские самолеты "Ту-144" и "Конкорд", ведь это были хорошие и надежные машины? На этот вопрос Василий Михайлович ответил так: в прекращении их полетов сыграли роль и субъективные, и объективные причины - в ходе движения возникал звуковой удар. Дело в том, что как и всякое твердое тело, движущееся быстрее звука, они сталкивались с частицами воз-
* Течение может быть ламинарным (упорядоченным) или турбулентным (беспорядочным) (прим. ред.).
** См.: В. Климов, Д. Гапеев. Самолет интегральной схемы. - Наука в России, 2008, N 2 (прим. ред.).
стр. 84
духа, порождая ударные волны. При достижении земной поверхности последние вызывали мгновенное колебание давления, напоминавшее звук орудийного выстрела. Интенсивность его зависит от многих факторов, в том числе от высоты, режима и скорости полета, в свою очередь определяемых конструкцией, массой самолета и состоянием атмосферы (распределением с высотой температуры, влажности воздуха и скорости ветра). Максимальной силы звуковой удар достигает при переходе от дозвукового режима движения машины к сверхзвуковому и наоборот. В некоторых случаях сила соответствующего удара может быть столь значительной, что способна вызывать сильные болезненные ощущения у людей и животных, разрушать легкие непрочные строения, разбивать стекла в домах. Вот почему американцы, например, запретили полеты на сверхзвуковых скоростях над их территорией. В дальнейшем США сделали все, чтобы эти самолеты были сняты с производства, хотя главная причина данных решений - конкуренция.
Специалисты ИТПМ СО РАН установили сложную структуру звукового удара и сейчас занимаются проблемами управления им с научной точки зрения. На сегодня они рассматривают несколько методов его снижения. Думают также над тем, каким должен быть сверхзвуковой самолет, каких размеров - конфигураций. Для подобных экспериментов здесь используют аэродинамические трубы - уникальные установки собственного производства. Применяя разработки упомянутой техники и других российских институтов, заметил Фомин, вместе с Институтом гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, Конструкторско-технологическим институтом гидроимпульсной техники и ЦАГИ (г. Жуковский Московской области) мы создали аэродинамическую трубу АТ-303, на которой к настоящему времени проведено более 2700 испытаний. Сейчас на замену ей строим более современную - АТ-304. К нам за консультациями обращаются специалисты из Германии, США, Австралии, Японии представители ряда других стран.
Каковы перспективы российской гиперзвуковой авиации? По мнению Василия Фомина, уже в ближайшее время появятся небольшие аппараты на 25 - 30 мест, звуковой удар которых будет в 3 - 4 раза ниже по сравнению с "Конкордом". В ОКБ Сухого при участии института разрабатывают административный сверхзвуковой самолет Су-21, который будет летать на высоте более 20 км. Создают летательные аппараты и в Московском конструкторском бюро "Радуга".
Специалистам ИТПМ предстоит большая работа: во время испытаний необходимо проверить свои расчеты, оценить результаты экспериментов, получить новые данные для фундаментальной физико-химической механики.
Колесова О. Как много в гиперзвуке... - "Поиск", 2010, N 44
Материал подготовил Василий АЛЕКСАНДРОВ
Так, в Институте теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича (ИТПМ) СО РАН (Новосибирск) впервые в мире экспериментально изучены механизмы стабилизации ламинарного* течения при больших скоростях, что являлось одной из проблем современной аэротермодинамики. Переход от одного течения к другому существенно влияет на сопротивление летательного аппарата в воздушной среде**.
На заседании Президиума РАН, состоявшемся в Москве в сентябре 2010 г., был сделан доклад "Аэротермодинамика воздушно-космических систем будущего". Один из его авторов, заместитель председателя СО РАН, директор ИТПМ академик Василий Фомин встретился с сотрудником газеты "Поиск" Ольгой Колесовой и рассказал ей о перспективах подобных полетов.
Хотелось бы, заметил он, из Москвы в Новосибирск, Владивосток, Нью-Йорк и обратно полететь на сверхзвуковом самолете, сэкономив массу времени. Однако, к сожалению, и сейчас, по его мнению, в гиперзвуковой аэродинамике существует несколько проблем: обеспечение бесперебойной работы двигателя, управление в воздушных течениях, создание теплозащитных материалов и охлаждение конструкции летательных аппаратов.
При больших скоростях необходимо использовать прямоточный воздушно-реактивный двигатель, который отличается от обычного сверхзвуковым сгоранием. Для сохранения его эффективности необходимо избегать торможения приходящего воздуха и производить сжигание топлива в сверхзвуковом воздушном потоке. На стендах института экспериментально изучалась работа такого двигателя, и есть положительные результаты.
Следует отметить, при больших скоростях они достигают такой температуры в атмосфере, как и метеориты. Авария американского космического корабля "Шаттл", приведшая к возгоранию и гибели людей, - тому подтверждение. Все зависит от обшивки. А какой должна быть ее поверхность - гладкой или пористой? Над этим тоже размышляют сотрудники ИТПМ.
Почему не нашли применения сверхзвуковые гражданские самолеты "Ту-144" и "Конкорд", ведь это были хорошие и надежные машины? На этот вопрос Василий Михайлович ответил так: в прекращении их полетов сыграли роль и субъективные, и объективные причины - в ходе движения возникал звуковой удар. Дело в том, что как и всякое твердое тело, движущееся быстрее звука, они сталкивались с частицами воз-
* Течение может быть ламинарным (упорядоченным) или турбулентным (беспорядочным) (прим. ред.).
** См.: В. Климов, Д. Гапеев. Самолет интегральной схемы. - Наука в России, 2008, N 2 (прим. ред.).
стр. 84
духа, порождая ударные волны. При достижении земной поверхности последние вызывали мгновенное колебание давления, напоминавшее звук орудийного выстрела. Интенсивность его зависит от многих факторов, в том числе от высоты, режима и скорости полета, в свою очередь определяемых конструкцией, массой самолета и состоянием атмосферы (распределением с высотой температуры, влажности воздуха и скорости ветра). Максимальной силы звуковой удар достигает при переходе от дозвукового режима движения машины к сверхзвуковому и наоборот. В некоторых случаях сила соответствующего удара может быть столь значительной, что способна вызывать сильные болезненные ощущения у людей и животных, разрушать легкие непрочные строения, разбивать стекла в домах. Вот почему американцы, например, запретили полеты на сверхзвуковых скоростях над их территорией. В дальнейшем США сделали все, чтобы эти самолеты были сняты с производства, хотя главная причина данных решений - конкуренция.
Специалисты ИТПМ СО РАН установили сложную структуру звукового удара и сейчас занимаются проблемами управления им с научной точки зрения. На сегодня они рассматривают несколько методов его снижения. Думают также над тем, каким должен быть сверхзвуковой самолет, каких размеров - конфигураций. Для подобных экспериментов здесь используют аэродинамические трубы - уникальные установки собственного производства. Применяя разработки упомянутой техники и других российских институтов, заметил Фомин, вместе с Институтом гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, Конструкторско-технологическим институтом гидроимпульсной техники и ЦАГИ (г. Жуковский Московской области) мы создали аэродинамическую трубу АТ-303, на которой к настоящему времени проведено более 2700 испытаний. Сейчас на замену ей строим более современную - АТ-304. К нам за консультациями обращаются специалисты из Германии, США, Австралии, Японии представители ряда других стран.
Каковы перспективы российской гиперзвуковой авиации? По мнению Василия Фомина, уже в ближайшее время появятся небольшие аппараты на 25 - 30 мест, звуковой удар которых будет в 3 - 4 раза ниже по сравнению с "Конкордом". В ОКБ Сухого при участии института разрабатывают административный сверхзвуковой самолет Су-21, который будет летать на высоте более 20 км. Создают летательные аппараты и в Московском конструкторском бюро "Радуга".
Специалистам ИТПМ предстоит большая работа: во время испытаний необходимо проверить свои расчеты, оценить результаты экспериментов, получить новые данные для фундаментальной физико-химической механики.
Колесова О. Как много в гиперзвуке... - "Поиск", 2010, N 44
Материал подготовил Василий АЛЕКСАНДРОВ
Опубликовано 11 августа 2014 года
Новые статьи на library.by:
ТЕХНОЛОГИИ:
Комментируем публикацию: СВЕРХЗВУКОВЫЕ САМОЛЕТЫ
подняться наверх ↑
ССЫЛКИ ДЛЯ СПИСКА ЛИТЕРАТУРЫ
Стандарт используется в белорусских учебных заведениях различного типа.
Для образовательных и научно-исследовательских учреждений РФ
Прямой URL на данную страницу для блога или сайта
Предполагаемый источник
Полностью готовые для научного цитирования ссылки. Вставьте их в статью, исследование, реферат, курсой или дипломный проект, чтобы сослаться на данную публикацию №1407775942 в базе LIBRARY.BY.
подняться наверх ↑
ПАРТНЁРЫ БИБЛИОТЕКИ рекомендуем!
подняться наверх ↑
ОБРАТНО В РУБРИКУ?
Уважаемый читатель! Подписывайтесь на LIBRARY.BY в VKновости, VKтрансляция и Одноклассниках, чтобы быстро узнавать о событиях онлайн библиотеки.
Добавить статью
Обнародовать свои произведения
Редактировать работы
Для действующих авторов
Зарегистрироваться
Доступ к модулю публикаций