ЦАГИ применяет аддитивные технологии для исследования обледенения
Обледенение летательного аппарата – одна из важнейших проблем при эксплуатации воздушного судна, напрямую влияющая на безопасность полета. Исследования этой темы ведутся в Центральном аэрогидродинамическом институте имени профессора Н.Е. Жуковского (входит в НИЦ «Институт имени Н.Е. Жуковского»). В настоящее время специалисты работают над проектом в рамках конкурса Российского фонда фундаментальных исследований, практическим результатом которого станут модели обледенения аэродинамических поверхностей самолета. Для изготовления имитаторов льда ученые ЦАГИ применяют аддитивные технологии.
Специальные накладки, имитирующие лед на поверхностях аэродинамической модели воздушного судна, специалисты института разрабатывают в технологии стереолитографии. В качестве основного конструктивного материала используется жидкий фотополимер, затвердевающий под воздействием ультрафиолетового облучения.
Поскольку поверхность наледи имеет достаточно сложную форму, для разработки имитаторов ученые применяют как расчетные, так и экспериментальные данные, полученные в аэрохолодильной трубе ЦАГИ. В свою очередь, результаты проекта позволят в дальнейшем уточнить и усовершенствовать цифровые математические модели расчетных случаев обледенения, используемые специалистами.
«Накладки позволяют нам изучить влияние льда на аэродинамические характеристики летательного аппарата. Имитаторы обледенения наносятся на те поверхности модели воздушного судна, которые наиболее уязвимы перед этим нежелательным явлением – например, передняя кромка крыла. Далее экспериментально определяется воздействие льда на параметры устойчивости и управляемости. В результате мы можем пополнить банк аэродинамических данных по влиянию обледенения, а в перспективе – дать актуальные рекомендации пилотам, как избежать его негативных последствий в полете», – пояснил начальник отдела научно-технического центра научно-производственного комплекса ФАУ «ЦАГИ» Прокопий Николаев.
Стереолитография доказала свою эффективность для решения задач, которыми традиционно занимается ЦАГИ, и успешно используется в институте. Ее достоинствами являются скорость и экономичность изготовления. Еще один фактор «за» использование технологии – точность: порядка 20 микрон (0,02 мм).
Среди других примеров применения стереолитографии в центре авиационной науки – создание моделей для гидродинамических труб. Особенности технологии изготовления деталей из фотополимера позволяют изготавливать сложную внутреннюю конструкцию модели с сетью магистралей для вывода красителей. Благодаря этому удается оперативно проводить подготовку экспериментов по изучению картины обтекания с использованием окрашивающих жидкостей. Другим важным свойством стереолитографии является возможность изготавливать тонкостенные легкие детали из фотополимера и использовать их в производстве динамически подобных моделей самолетов.
Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского (входит в НИЦ «Институт имени Н.Е. Жуковского») основан 1 декабря 1918 года. Сегодня ЦАГИ – крупнейший государственный научный центр авиационной и ракетно-космической отрасли Российской Федерации, где успешно решаются сложнейшие задачи фундаментального и прикладного характера в областях аэро- и гидродинамики, аэроакустики, динамики полета и прочности конструкций летательных аппаратов, а также промышленной аэродинамики. Институт обладает уникальной экспериментальной базой, отвечающей самым высоким международным требованиям. ЦАГИ осуществляет государственную экспертизу всех летательных аппаратов, разрабатываемых в российских КБ, и дает окончательное заключение о возможности и безопасности первого полета. ЦАГИ принимает участие в формировании государственных программ развития авиационной техники, а также в создании норм летной годности и регламентирующих государственных документов.
Национальный исследовательский центр «Институт имени Н.Е. Жуковского» (далее – Центр) создан в соответствии с Федеральным законом от 4 ноября 2014 года № 326-ФЗ, принятым во исполнение поручения Председателя Правительства Российской Федерации В.В. Путина от 15 сентября 2011 года № ВП-П7-6543, для организации и выполнения научно-исследовательских работ, разработки новых технологий по приоритетным направлениям развития авиационной техники, ускоренного внедрения в производство научных разработок и использования научных достижений в интересах отечественной экономики.
Центр осуществляет от имени Российской Федерации полномочия учредителя и собственника имущества организаций в соответствии с перечнем, утвержденным Распоряжением Правительства Российской Федерации от 4 декабря 2015 года № 2489-р, в порядке и объеме полномочий, которые устанавливаются Правительством Российской Федерации.
В состав ФГБУ «НИЦ «Институт имени Н.Е. Жуковского» входят следующие предприятия: ФАУ «ЦАГИ» (г. Жуковский, Московская область); ФАУ «ЦИАМ им. П.И. Баранова» (г. Москва); ФАУ «ГосНИИАС» (г. Москва); ФАУ «СибНИА им. С.А. Чаплыгина» (г. Новосибирск); ФКП «ГкНИПАС» (пос. Белозерский, Московская область).
Источник: пресс-служба ЦАГИ