АвиаСоюз
18 мая 2022, 09:20
Перспективы развития винтокрылых летательных аппаратов с точки зрения авиационной науки
Необходимо признать, что к настоящему времени развитие вертолетостроения существенно замедлилось, достигнув практического предела своего развития
Современные технологии, например, обеспечивают повышение максимальной скорости вертолетов от сегодняшних 350-370 км/ч до 400-450 км/ч, а, может быть, и несколько выше, что для вертолетов является большим достижением в техническом плане, но существенно не влияет на их эффективность и потребительские свойства, в том числе и потому, что такая винтокрылая машина становится сложнее и дороже как в производстве, так и в эксплуатации.
Ученые и инженеры всего мира ищут и предлагают различные способы выхода из сложившейся тупиковой ситуации в технологиях вертолетостроения. Так, конструкторы США предложили и, потратив на это почти полвека и огромные ресурсы, реализовали проект винтокрылого аппарата конвертопланной схемы, которая позволяет летать со скоростями до 500-600 км/ч, но обладает столь большим количеством органических недостатков (в том числе и с точки зрения безопасности), что ценность этой концепции весьма сомнительна.
Исследования отечественных ученых позволили определить принципиально другие пути выхода из означенного тупика и начать разработку ряда новых технологий, которые позволят вертолетам достичь скоростей полета порядка 600-700 км/ч. Одной из таких технологий является винтокрылый летательный аппарат (ЛА) с останавливаемым винтом-крылом.
Несмотря на кажущуюся сложность этого летательного аппарата, ученые ЦАГИ, ЦИАМ, ГосНИИАС и СибНИА детально проработали концепцию и уверены в возможности создания винтокрылого летательного аппарат (ВКЛА) данного типа.
Сейчас мы, в кооперации с АО "Вертолеты России", приступаем к созданию демонстратора этой технологии. Летные испытания этого демонстратора планируются в ближайшие 3-4 года.
Но не только на рост скоростных характеристик будущих винтокрылых летательных аппаратов направлены наши усилия. Необходимо поддерживать систему вертолетных перевозок и работ с высоким уровнем технического совершенства, экологичности, безопасности и, одновременно, с низкими издержками.
Одной из основных проблем, не позволяющих расширить область применения вертолетов, является высокая стоимость их эксплуатации. Мы предложили новые подходы к созданию вертолетной техники, обеспечивающие существенное упрощение конструкции вертолетов и повышение ее надежности и долговечности. В рамках реализации концепции так называемого "необслуживаемого вертолета" разрабатывается целый ряд новых технологий, которые обеспечивают снижение эксплуатационных расходов в 2-3 раза. Важнейшей из них является технология предиктивной диагностики.
Суть технологий предиктивной диагностики заключается в оснащении воздушного судна необходимым набором датчиков-накопителей объективной информации о техническом состоянии особо ответственных узлов и агрегатов. При этом обработка информации может проводиться как непосредственно на воздушном судне, так и вне его с применением систем передачи данных. Такие решения, использующие, в том числе, технологии искусственного интеллекта, позволяют экипажу воздушного судна (ВС) принимать правильные решения с учетом оценочных рисков возникновения опасных ситуаций.
Оснащение ВС системами предиктивной диагностики, безусловно, повышает их начальную стоимость, однако, реальная помощь в эксплуатации, включая оптимизацию сроков и глубины технических ревизий и обслуживания, позволяет существенно снизить стоимость владения ВС, повысить эффективность и безопасность их эксплуатации.
Важной задачей вертолетостроения является снижение негативного воздействия на окружающую среду. Разрабатывая технологии гибридных и электрических силовых установок, мы обеспечиваем существенное снижение выбросов вредных веществ в атмосферу, а проведенные нами многодисциплинарные исследования в области аэродинамики, аэроупругости, прочности и акустики позволили создать задел по технологиям снижения шума, обеспечивающим не только реализацию перспективных норм ICAO, но и лидирующие позиции в этой области в мировой науке.
В дополнение к этому следует отметить, что институтами, входящими в НИЦ "Институт им. Н.Е. Жуковского", совместно с нашими научными и индустриальными партнерами разработаны уникальные технологии применения принципов сверхпроводимости в системах энергоснабжения и управления не только силовой установкой, но и трансмиссией перспективных винтокрылых летательных аппаратов. Их использование позволило существенно упростить и снизить массу главного, промежуточного и хвостового редукторов, трансмиссии и пр. Применение разработанной технологии необслуживаемых композитных лопастей несущих винтов, в свою очередь, позволяет снизить их массу, увеличить интервалы сервисного обслуживания несущей системы, решить вопросы с балансировкой лопастей и их заменой в условиях эксплуатации.
И, наконец, нельзя не упомянуть о развиваемых нами технологиях обеспечения безопасности эксплуатации перспективных винтокрылых ЛА и, в первую очередь, безопасности полетов. Исследования в области надежности и долговечности конструкций, предиктивной диагностики технического состояния и применения технологий искусственного интеллекта позволят нам разработать и внедрить технологии, обеспечивающие существенное снижение рисков летных происшествий.
Перспективность и реализуемость комплекса разрабатываемых отечественной наукой технологий мы планируем подтвердить на создаваемых демонстраторах технологий, летные испытания которых должны начаться не позднее чем через 3-4 года.
Внедрение новых технологий в создаваемые в ближайшем будущем винтокрылые летательные аппараты позволит повысить их скорость и дальность полета в 2-3 раза, безопасность эксплуатации не менее чем в два раза, снизить стоимость эксплуатации в 2-3 раза и обеспечить выполнение перспективных экологических требований, уменьшив шумы и вредные выбросы в 3-5 раз....
Авторские права на данный материал принадлежат «АвиаСоюз». Цель включения данного материала в дайджест - сбор максимального количества публикаций в СМИ и сообщений компаний по авиационной тематике. Агентство «АвиаПорт» не гарантирует достоверность, точность, полноту и качество данного материала.
Поделиться
Май 3, 2024
Аэрофлот открыл онлайн-продажи субсидируемых билетов для жителей Калининградской области
Май 3, 2024
Делегация МГТУ ГА приняла участие в памятных мероприятиях, посвященных Дню Победы
Май 3, 2024
Республика Татарстан получила земельные участки для реконструкции перрона Международного аэропорта "Казань"
Май 3, 2024
Студенты РГАТУ имени П.А. Соловьева стали призерами Всероссийской научно-технической конференции