Центральный аэрогидродинамический институт имени Жуковского провел аэродинамические испытания микрорельефа поверхности крыла. Согласно сообщению института, разработка представляет собой полимерный комплекс вихрегенераторов зигзагообразной формы, который должен помочь решить проблему падения подъемной силы на крыле при приближении к критическим углам атаки в неблагоприятных погодных условиях или при ошибках экипажа.
Углом атаки называется угол между плоскостью аэродинамической поверхности и вектором набегающего потока воздуха. При увеличении скорости и угла атаки на аэродинамической поверхности увеличивается подъемная сила. Однако при достижении определенного, называемого критическим, нарушается равномерное обтекание аэродинамической поверхности воздушным потоком, происходит его отрыв с образованием зон турбулентности.
При достижении или прохождении критического угла атаки значительно возрастает лобовое сопротивление аэродинамической поверхности, а отрыв от нее воздушного потока приводит к резкому снижению подъемной силы. Зигзагообразный микрорельеф, разрабатываемый ЦАГИ, призван отсрочить отрыв потока от аэродинамических поверхностей летательного аппарата и замедлить темпы снижения подъемной силы.
Аэродинамические испытания микрорельефа проводились специалистами в трубе Т-129 при скоростях воздушного потока от 15 до 20 метров в секунду. Для испытаний использовалась модель самолетного крыла, с нанесенным на нее микрорельефом. Исследования проводились при углах атаки от 0 до 35 градусов. При этом исследователи опробовали несколько мест расположения микрорельефа на крыла.
Исследования показали, что наибольший эффект от микрорельефа был замечен при его расположении на передней кромке крыле. В этом случае удалось добиться увеличения максимального коэффициента подъемной силы и значительно замедлить темпы ее снижения на закритических углах атаки. Специалисты также провели испытания микрорельефа на крыле с механизацией, где он показал высокую эффективность при установке на предкрылке.
На следующем этапе испытаний специалисты ЦАГИ намерены провести исследования микрорельефа на лопасти несущего винта вертолета. Предполагается, что на лопасти микрорельеф также будет эффективен, улучшая характеристики несущего винта в условиях нестационарного отрыва потока. Возникновение последнего связано с вращение винта и постоянно изменяющимся обтеканием лопастей.
Специалисты ЦАГИ полагают, что использование микрорельефа на лопастях несущего винта вертолета позволит улучшить его аэродинамические характеристики. Благодаря этому, в частности, удастся добиться увеличения скорости полета винтокрылой машины.
Осенью прошлого года ЦАГИ испытал модель фюзеляжа самолета, выполненного в форме снаряда и имеющего в хвостовой части струйные вихрегенераторы.
Они представляют собой небольшие отверстия, через которые под определенными углами под небольшим давлением выдуваются струи воздуха. Испытания модели на скорости воздушного потока 30-50 метров в секунду показали, что вихрегенераторы новой конструкции работают достаточно эффективно.
Сегодня для нарушения пограничного слоя в авиации используются вихрегенераторы. Они представляют собой небольшие пластины — завихрители потока. Они создают области турбулентного потока, нарушая таким образом ламинарное обтекание и препятствуя появлению пограничного слоя.
В модели, испытанной специалистами ЦАГИ, вихрегенераторы представляют собой небольшие отверстия, через которые под определенными углами под небольшим давлением выдуваются струи воздуха. Испытания модели в аэродинамической трубе Т-102 на скорости воздушного потока 30-50 метров в секунду показали, что вихрегенераторы новой конструкции работают достаточно эффективно.
По словам младшего научного сотрудника отделения аэродинамики самолетов и ракет ЦАГИ Федора Абрамова, эксперименты показали, что струйные вихрегенераторы позволяют эффективно управлять обтеканием фюзеляжа. Если новая технология будет воплощена в серийном производстве, отбирать воздух для вихрегенераторов можно будет из системы кондиционирования салона самолета.
В середине прошлого года исследователи ЦАГИ предложили использовать в конструкции самолетного крыла струйные вихрегенераторы для ослабления явления бафтинга. Предложенная система является пассивной и не требует дополнительных затрат энергии.
Конструкция предполагает создание в крыле отверстий, расположенных до и после скачка уплотнения воздушного потока. Эти отверстия служат для перепускания воздуха. Выдувание вихревых потоков за скачком уплотнения позволяет стабилизировать его положение и, благодаря этому, ослабить явление бафтинга.
Источник: