Фундаментальные вопросы создания российского сверхзвукового пассажирского самолета (СПС) нового поколения стали темой дискуссии "Перспективные авиационные технологии: интеграция науки и промышленности", которая состоялась 1 декабря в рамках II Конгресса молодых ученых в Парке науки и искусства "Сириус".

Модератором дискуссии стал генеральный директор Центрального аэрогидродинамического института имени профессора Н. Е. Жуковского, руководитель Научного центра мирового уровня "Сверхзвук" Кирилл Сыпало. В обсуждении приняли участие научный руководитель ФАУ "ЦАГИ" Сергей Чернышев, руководители лабораторий НЦМУ "Сверхзвук": начальник отделения ФАУ "ЦАГИ" Виктор Копьев; научный руководитель Пермского федерального исследовательского центра Уральского отделения РАН Валерий Матвеенко; заместитель генерального директора по науке Центрального института авиационного моторостроения имени П. И. Баранова Александр Ланшин; заведующий кафедрой 106 "Динамика и управление полетом" МАИ Александр Ефремов и другие.

Участниками были рассмотрены ключевые технологии, необходимые для создания СПС. Это технологическое обеспечение низкого уровня звукового удара и шума в зоне аэропорта, обеспечение высокой аэродинамической эффективности, разработка системы технического зрения (искусственной визуализации закабинного пространства), создание силовой установки изменяемого цикла, бионическая конструкция из композиционных материалов и искусственный интеллект на борту.

Профессор Александр Ефремов рассказал о направлениях и результатах исследований лаборатории "Искусственный интеллект и безопасность полетов" НЦМУ "Сверхзвук", руководителем которой он является. В работе участвуют четыре организации: ЦАГИ, МАИ, МГУ им. Ломоносова и ГосНИИАС.

- Направления работы лаборатории определяются двумя вызовами: это повышение безопасности полета и снижение уровня шума. Лаборатория занимается разработкой комплексных систем автоматического ручного управления, созданием перспективных интерфейсов в кабине самолета, разработкой совокупности интеллектуальных систем поддержки экипажа в опасных ситуациях, созданием стендовой базы для полунатурного моделирования, формированием четырехмерных оптимальных траекторий сверхзвукового самолета, которые позволяют снизить звуковой удар и одновременно адаптированы к перспективной системе управления воздушным движением. Наконец, еще одно направление - разработка подсистем отказобезопасности и кибербезопасности, - перечислил Александр Ефремов.

Как отметил руководитель лаборатории, были проведены исследования характеристик устойчивости и управляемости перспективного летательного аппарата, выявлен ряд проблем и разработана система критериев для дальнейшего выбора оптимальных параметров проектирования.

Также специалисты лаборатории рассмотрели альтернативные варианты построения системы управления, которые позволят эффективно бороться и с атмосферной турбулентностью, и с возможными отказами в исполнительной или сенсорной части.

- Мы исследовали два варианта интеллектуального управления СПС: первое - это адаптивное управление на основе обучения с подкреплением и нейронных сетей, второе - адаптивная система на базе нелинейной динамической инверсии с онлайн-идентификацией модели движения летательного аппарата, - сообщил Александр Ефремов. - Мы уже протестировали и то, и другое и видим высокую эффективность таких алгоритмов.

Профессор подробно остановился на уникальной разработке МАИ - прогнозном дисплее, который позволит повысить безопасность управления воздушным судном при использовании "слепой" кабины пилота.

- Мы провели испытания на пилотажном стенде и в условиях сильной атмосферной турбулентности, при сдвиге ветра, попадании самолета в спутный след наблюдаем существенное улучшение качества пилотирования, снижение загрузки летчика, - подчеркнул он.

Специалисты МАИ выполняют работы в четырех из пяти лабораторий НЦМУ "Сверхзвук". В число задач МАИ входят оптимизация аэродинамического облика воздушного судна, разработка методов снижения звукового удара, вредных выбросов, акустических нагрузок, моделирование поведения конструкции планера, проектирование адаптивной системы управления и другие....