Специалисты Центрального аэрогидродинамического института имени профессора Н.Е. Жуковского (входит в НИЦ «Институт имени Н.Е. Жуковского») предложили новый подход к решению проблемы в области аэроакустики — шума на местности. Результаты получены в рамках работы над проектом «Развитие инновационных технологий снижения авиационного шума, основанных на использовании плазменных актуаторов и эффекта экранирования».
Ученые ЦАГИ впервые предложили совместное использование двух подходов к снижению шума реактивной струи (один из основных источников шума самолета на взлете) для перспективной компоновки типа «летающее крыло». Это, во-первых, снижение высокочастотной части звукового воздействия за счет экранирования при расположении двигателя над фюзеляжем, а во-вторых, низкочастотной — с помощью активной системы управления с использованием плазменных актуаторов.
«Наш коллектив много лет развивает различные подходы к управлению шумом турбулентной струи. Наиболее многообещающими с точки зрения ожидаемого эффекта являются активные методы управления, хотя они наиболее сложны для реализации. Более просты пассивные методы типа экранирования, однако они также имеют ограниченную область применимости. В данном проекте мы впервые их объединили в одной системе. Таким образом, два способа снижения шума: активный и пассивный — должны дополнять друг друга для достижения максимального эффекта», — прокомментировал начальник отделения аэроакустики и экологии летательных аппаратов ФАУ «ЦАГИ», руководитель проекта, доктор физико-математических наук Виктор Копьев.
Коллектив ученых недавно завершил первый этап работы. Они провели комплекс патентных исследований и аналитический обзор современной научно-технической литературы по тематике проекта. В заглушенной камере АК-2 ЦАГИ проведены испытания отклика ближнего поля изолированной струи на воздействие с помощью плазменного актуатора в составе активной системы управления с обратной связью.
Также специалисты института разработали аналитическую модель ближнего поля струи с учетом возмущений, создаваемых мелкомасштабными турбулентными пульсациями и пакетами волн неустойчивости. Результаты позволят на следующем этапе проекта разработать алгоритм управления актуатором для подавления волн неустойчивости и соответствующего снижения низкочастотного шума взаимодействия струи и элементов планера, что в сочетании с экранированием на высоких частотах будет способствовать повышению эффективности снижения шума струи в широкой полосе частот.
Работа выполняется в рамках Соглашения № 075-11-2021-079 с Министерством науки и высшего образования Российской Федерации. Проект рассчитан на 2021–2022 годы. Исследования проводятся с использованием уникальной научной установки АК-2 ЦАГИ.
Источник: В ЦАГИ исследовали демонстратор системы активного гашения вибраций
Одна из основных проблем при эксплуатации вертолетов — это высокий уровень вибрации, который негативно сказывается на прочностных характеристиках винтокрылой машины, функционировании бортового оборудования и снижает уровень комфорта пассажиров.
Для решения этой задачи ученые Центрального аэрогидродинамического института имени профессора Н.Е. Жуковского (входит в НИЦ «Институт имени Н.Е. Жуковского») разработали прототип системы активного демпфирования колебаний вертолетных лопастей. Впоследствии система может быть внедрена в конструкцию перспективных отечественных многоцелевых вертолетов. Работа проводится в рамках НИР «Порыв» Министерства промышленности и торговли Российской Федерации.
В 2020–2021 годах система активного демпфирования вибраций была испытана в аэродинамической трубе Т-103 и на гоночной площадке ЦАГИ. В этом году разработку впервые исследовали в воздушном потоке аэродинамической трубы Т-104. Модель несущего винта, оснащенную демонстратором системы активного демпфирования вибраций, установили на вертолетный стенд и испытывали на режимах висения и горизонтального полета. Учеными был получен широкий спектр экспериментальных данных.
«Это первые испытания системы активного демпфирования вибраций несущего винта в воздушном потоке. Они показали хорошие результаты — при использовании нашей разработки перегрузка на лопасти уменьшается до трех раз. Сейчас мы осуществляем настройку системы в ручном режиме, а в реальном полете специальное бортовое оборудование должно автоматически фиксировать полетные характеристики винтокрылой машины, а также данные о работе несущего винта и генерировать необходимые параметры управления активным демпфированием. Отмечу, что подготовленная нами научная база в будущем поможет создать элемент интеллектуальной системы управления вертолетом», — рассказал ведущий инженер отделения норм прочности, нагрузок и аэроупругости ФАУ «ЦАГИ» Михаил Ерёмин.
Следующим этапом станет создание алгоритмов управления системой активного демпфирования и формирование облика интеллектуального бортового оборудования.