ЦАГИ взлётная площадка и сердце авиапрома

“Фундаментальные и прикладные исследования – это основные источники новых технологий, которые являются основой конкурентоспособности российской гражданской и военной авиационной техники”.

Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н. Е. Жуковского (ЦАГИ) — один из крупнейших отечественных и мировых научных центров.

ЦАГИ — крупнейший государственный научный центр авиационной и ракетно-космической отрасли в России. Основан в 1918 году по инициативе выдающегося ученого-механика Николая Егоровича Жуковского, стоявшего у истоков аэродинамики. В ЦАГИ разрабатываются концепции перспективных летательных аппаратов, новые аэродинамические компоновки самолетов и вертолётов, конструктивно-силовые схемы, критерии оценки устойчивости и управляемости летательных аппаратов, алгоритмы системы управления летательных аппаратов, стандарты в области прочности, теория флаттера, проводятся фундаментальные и прикладные теоретические и экспериментальные исследования в области авиационной, ракетной и космической техники. Институт обладает уникальной экспериментальной базой, способной в наземных условиях моделировать полет летательных аппаратов при скоростях от 10м/сдо значений, соответствующих М=25(скорости звука).

Предыстория

История самых масштабных аэродинамических труб Т-101 и Т-104 в России и в мире началась с августа 1939 года: именно тогда здесь были проведены первые пуски построенных в кратчайшие сроки установок — всего за три года. Для советской промышленности это стало поистине революционным событием, в корне изменившем подход к испытаниям самолетов и другой техники, в том числе и не авиационной.

Начавшаяся осенью того же года Вторая мировая война, а спустя два года Великая Отечественная война сделали деятельность ЦАГИ еще более востребованной. Все усилия Института сосредоточились на ключевой для страны цели — отражении атаки фашистских захватчиков. Именно в ЦАГИ были испытаны все самолеты, участвовавшие в боевых действиях. Помимо тестирования отечественных разработок здесь подробно исследовали истребители союзников и трофейные самолеты Германии.

Экипажи аэродинамических труб работали в три смены — и Советский Союз обеспечил себе превосходство в воздушном пространстве. «Германия готовилась к войне, и поэтому на момент ее начала мы от них отставали, — рассказывает начальник отдела отделения аэродинамики силовых установок ЦАГИ Анатолий Иванович Сойнов.

— Но за счет круглосуточной напряженной работы труб Т-101 и Т-104 мы уже в 1941-42 году догнали самолеты противника по скорости и маневренности, а во время битвы на Курской дуге небо уже было нашим».

В мирное время роль ЦАГИ не уменьшилась. Институт стал сердцем развития советской авиапромышленности. Ключевые достижения ЦАГИ тесно связаны с историей страны. Здесь проходили тестирование не только все выпускаемые в Советском Союзе самолеты, вертолеты, турбовинтовые двигатели и винтовые движители воздушных судов, но и космические корабли и спутники. Несомненно, ЦАГИ не обошел стороной и один из самых масштабных проектов прошлого века, в который были вовлечены более тысячи советских предприятий, — космическая программа «Энергия» — «Буран». Перед институтом стоял целый ряд непростых задач: разработать рекомендации по аэродинамическому облику и конструкции аппаратов, изучить тепловые режимы полета и оценить аэродинамические характеристики. Все они были выполнены на высшем уровне: в 1988 году возвращаемый космический корабль «Буран» осуществил уникальную посадку в автоматическом режиме, с исключительной точностью выйдя на начало взлетно-посадочной полосы.

Специалисты ЦАГИ занимались и решением более «приземленных» вопросов.

В трубах «продували» мосты, здания и архитектурные сооружения, парусные суда и корабли, вагоны и автомобили.

Среди неожиданных «подопытных» объектов — специальные корабельные антенны, парашюты и альпинистские палатки для штурма Эвереста.

Кроме того, аэродинамические трубы успели «засветиться» в нескольких кинолентах — например, «Черная молния», «Небесная жизнь» и «Дедушка моей мечты».

На сегодняшний день в стенах ЦАГИ по-прежнему испытывают практически каждый летательный аппарат, способный подняться в воздух, и занимаются решением актуальных проблем авиастроения.

«У нас есть три вида исследований: теоретические, экспериментальные и расчетные, — рассказывает Лысенков Александр Валерьевич начальник отдела вычислительной аэродинамики — Многие специалисты говорят, что сейчас все можно посчитать численно

. Мы эту точку зрения не разделяем: проведение натурных испытаний вместе с численными позволяет получить больший объем информации. В Европе, например, несколько лет назад резко уменьшили количество экспериментов и перешли на расчеты — и недостатки обнаруживались уже при сертификации самолетов.

Сейчас там заново возрождают экспериментальные методики, и мировая тенденция — проводить натурные испытания вместе с численными, чтобы предотвратить возможные проблемы.

Ученые и инженеры института не только тестируют летательные аппараты, но и занимаются решением актуальных проблем авиации.

Так, они ищут способы «лечения» флаттера — колебаний элементов конструкции при достижении аппаратом определенной скорости.

«Это грозное явление может разрушить самолет за очень короткий промежуток времени, — поясняет главный специалист отделения аэроупругости ЦАГИ Сергей Васильевич Шалаев. — В ходе испытаний каждого самолета определяется критическая скорость возникновения флаттера, и она должна быть гораздо выше эксплуатационной скорости».

Экспериментальные исследования флаттера проводятся на динамически подобных моделях, одна из которых собирается в ЦАГИ сейчас.

«Впервые в отечественной практике на такой модели расположены имитаторы работающих двигателей, сделанные с теми же массово-инерционными характеристиками и вращающиеся так же, как настоящие двигатели на самолетах», — поделился С.В. Шалаев.

Также в институте исследуют «адаптивные» материалы и компоненты летательных аппаратов, участвуют в разработке высокоэффективных несущих винтов для вертолетов нового поколения — и это лишь немногие из вопросов, над которыми ведется работа в аэродинамических трубах.

Сегодня в институте более шестидесяти экспериментальных установок, и многие из них не имеют аналогов в мире.

В аэродинамических трубах ЦАГИ реально воссоздать полет при практически любых условиях и скоростях — от сравнимых со скоростью ветра до превышающих скорость звука в 25 раз.

© Бионышева Елена/Сделано у нас

Одна из старейших и при этом самая впечатляющая из установок — Т-101. Это самая большая дозвуковая аэродинамическая труба в Европе с эллиптическим соплом 24 на 14 метров, где развивается скорость потока до 52 метров в секунду. Грандиозные размеры позволяет испытывать в ней не только модели, но и прототипы самолетов и вертолетов с длиной фюзеляжа до 30 м и размахом крыльев до 18 метров.

Это одна из самых «востребованных» площадок в ЦАГИ, используемая в частности для испытаний беспилотных летательных аппаратов. «Недавно Россия отставала по беспилотникам, а сейчас мы уже догнали зарубежные разработки — рассказывает начальник отдела отделения аэродинамики силовых установок ФГУП «ЦАГИ» Анатолий Иванович Сойнов.

-Также в трубе проходят испытания вертолетные винты, ветросиловые установки, здания и сооружения. Но основной нашей задачей является определение аэродинамических и прочностных характеристик перспективных самолетов разного типа».

Ровесница Т-101 — аэродинамическая труба Т-104, построенная для испытаний натурных двигателей, — имеет сопло диаметром 7 метров и разгоняет воздух до 100 м/с.

Здесь были проведены проверки практических всех отечественных турбовинтовых двигателей, воздухозаборников, винтов самолетов и вертолетов.

На специальных крупномасштабных моделях были определены характеристики аэроупругости и прочности всех опытных российских самолетов.

В настоящее время ЦАГИ готовит договор с компанией S7 на разработку новой РН (предварительное название «Союз-7»), в которой возвращение первой ступени будет осуществляться ракетодинамическим способом (аналогично РН «Фолкон»).

Ученые с мировым именем, побывавшие в стенах ЦАГИ, высоко отзывались не только о его техническом оснащении, но и о талантах российских коллег.

За многолетнюю историю института здесь работали и продолжают работать немало известных инженеров и исследователей. «В ЦАГИ довольно много молодых сотрудников, для которых мы создаем привлекательные условия труда и предлагаем интересные задачи, — делится Лысенков Александр Валерьевич, начальник отдела вычислительной аэродинамики.

 

ФГУП «ЦАГИ» — Любой достойный специалист может найти себе работу у нас».