Гиперзвуковой HEXAFLY-INT полетит на жидком водороде
Проект гиперзвукового пассажирского самолета с двигателями на некрепком водороде разрабатывается в Центральном аэрогидродинамическом институте имени профессора Н. Е. Жуковского (ЦАГИ). Об этом сообщает ТАСС со ссылкой на генеральный директор ЦАГИ Кирилла Веер.
«Проект по гиперзвуковому штатского самолета, который разрабатывает ЦАГИ вместе с европейским сообществом, как раз предусматривает использование двигателя на жидком водороде», — сказал он в сюжете телестудии Роскосмоса.
Глава ЦАГИ показал, что «крайне важный аспект отработки всего энергетического комплекса в составе самолета — это и распределение энергии, и вопрос энергосовместимости различных подсистем, вводя планер и различные агрегаты и узлы».
«Самолет будущего — он не один, это линейка самолетов. Это сверхзвук, а в дальнейшем гиперзвуковые перелеты, включая орбитальные самолеты, какие позволят в разы сократить время доставки пассажиров и грузов на отдаленные расстояния», — сказал Кирилл Веер.
Ранее уже сообщалось, что с 2014 года в ЦАГИ проводятся изыскания концепции высокоскоростного экспериментального летательного аппарата — международный проект HEXAFLY-INT (High-SpeedEXperimental FLY Vehicles — INTernational), в котором принимают участие ученые Европейского Альянса, России и Австралии. Кроме ЦАГИ, нашу страну в этой работе представляют ЦИАМ им. П. И. Баранова, ЛИИ им. М. М. Громова и ФАЛТ МФТИ.
Предполагается, что перспективное воздушное корабль в крейсерском полете будет развивать скорость 7-8 Маха. «Сейчас подобных аппаратов в принципе нет. Я не имею в виду ракеты. Крейсерских пассажирских аэропланов, способных летать со скоростью, соответствующей числу Маха 5 и даже 3 — не существует», — подчеркивает начальник сектора отделения летательных аппаратов ЦАГИ Нина Воеводенко, какая является руководитель рабочего пакета расчетных исследований и численного моделирования проекта HEXAFLY-INT с российской стороны.
Поэтому задача, стоящая перед участниками проекта, поистине фантастическая. Тем не немного специалистов из Нидерландов, Германии, Франции, Италии, Бельгии, Великобритании, России и Австралии стремятся создать летательный аппарат, который обладает рослым для таких скоростей аэродинамическим качеством (около 6,5). Но важно понимать, что понятие «высокое аэродинамическое качество» для гиперзвукового самолета существенно выделяется от этого же параметра в применении к дозвуковым пассажирским лайнерам, которые эксплуатируются сегодня, для таких судов этот показатель составляет около 18.
Нательная поверхность футуристического летательного аппарата имеет волнолетную конфигурацию. Такая компоновка имеет треугольное крыло с передней кромкой малого затупления и негативной поперечной V-образностью, что позволяет уменьшить сопротивление воздуха. Отличительной особенностью является и то, что воздухозаборник интегрирован в общую внешнюю форму. Эти характеристики в совокупности подают увеличение подъемной силы и аэродинамического качества на гиперзвуковых режимах. Для управления летательным аппаратом используются элевоны, расположенные в конце крыла. При пассажипровместимости самолета на 300 человек длина самолета составит возле 90 метров, а общий вес около 400 тонн.
На гиперзвуковых скоростях полета отдельные части летательного аппарата могут нагреваться до 2000 градусов. Потому необходимо разработать специальные термостойкие материалы для обшивки гиперзвукового самолета, что послужит стимулом к приобретению новых знаний и технологий.
ЦАГИ в проекте выполняет порядочный объем работ в направлении аэродинамики: производство моделей для эксперимента, трубные испытания, расчетные исследования.
«HEXAFLY-INT в очередной раз доказал уникальность нашей экспериментальной базы. В частности, аэродинамическая труба Т-116, обеспечивает реальные обстоятельства эксперимента на гиперзвуковых режимах, позволила выявить проблемные места исследуемой компоновки. В установках других центров, участвующих в проекте, таких итогов добиться было бы просто невозможно. Зарубежные партнеры очень высоко оценили качество эксперимента в нашей трубе», — рассказывает Нина Воеводенко. Модель высокоскоростного самолета, созданная институтом для трубных экспериментов, взошла в экспозицию ЦАГИ на МАКС-2017.
В 2019 году участники HEXAFLY-INT собираются провести летный эксперимент на полигоне в Бразилии. На ЦАГИ возложена задача изготовления модели для этого полета. В ходе эксперимента будет исследоваться бездвигательный вариант компоновки — так именуемый «глайдер», вес которого — 400 килограммов, а размер — около 3 метров. Для создания летной модели будет нужно 10 тонн титана.
«Это ответственная доля работы. Полет планируется проводить по сложной траектории с использованием твердотопливной ракеты, которая поднимет модель на суборбитальную траекторию с максимальной вышиной около 90 километров. Далее, после отделения от носителя, модель будет разгоняться за счет приобретенной потенциальной энергии и достигнет интересующего нас диапазона скоростей, соответственных числам Маха 7-8, на высоте около 30 километров», — объясняет Нина Воеводенко.
Сегодня гиперзвуковая авиация пассажирская — одно из живых направлений научной и инженерной мысли. Над концепциями суперскоростных самолетов, способных перенести пассажиров на дальние расстояния за короткое время, работают многие ученые различных стран мира. Но проект HEXAFLY-INT уникален тем, что в нем объединили усилия специалисты различных стран. Аналогичной исследовательской кооперации по данной тематике не есть. Постоянный обмен опытом и наработками очень важен для создания этого, без преувеличения, фантастического летательного аппарата.
