С.Л. Чернышев выступил на 19-м Всемирном фестивале молодёжи и студентов

Генеральный директор ЦАГИ, академик РАН Сергей Леонидович Чернышев, научный руководитель и заведующий кафедрой физики полёта ФАЛТ, выступил на 19-м Всемирном фестивале молодёжи и студентов с лекцией «Новые концепции летательных аппаратов: будущее начинается сегодня». После лекции Сергей Леонидович продолжил общение со слушателями – участниками образовательной площадки «Авиация будущего».

 

 

 

– Вы член Международного комитета профессиональной аэрокосмической ассоциации АIАА, а также вице-президент Европейского совета по аэрокосмическим наукам. Расскажите пожалуйста, о том, как это работает: чем эти организации занимаются? Какие вопросы они регулируют? Помогают ли учёным найти соратников для совместных исследований? Есть ли примеры известных коллабораций?

 

– Прежде всего эти организации помогают учёным общаться. Собирают специалистов со всего мира, чтобы обсудить насущные проблемы, новые концепции; устраивают огромные симпозиумы: узкоспециализированные, либо наоборот всеобъемлющие. Создают среду для развития, для рождения новых идей: своевременная «сверка часов» – сопоставление собственных результатов с результатами зарубежных коллег – неотъемлемый атрибут научного развития.

Одна из сегодняшних известных коллабораций – разработка гиперзвукового пассажирского летательного аппарата. Только представьте себе: этот аппарат должен полететь со скоростью в 8 раз большей, чем скорость звука! Предстоит решить очень много сложных проблем: и большой нагрев, и обеспечение достаточных управляемости и устойчивости, и разработка силовой установки, удовлетворяющей всем нуждам аппарата… Россия объединила усилия со странами Евросоюза и Австралией: этот проект – серьёзный вызов. Отвечать на него будем вместе: к 2019 году планируется выпуск первого беспилотного прототипа.

 

 

– Как вы оцениваете перспективы развития двигателестроения? Возможен ли переход на электрические двигатели? Ветродвигатели, например.

 

– Ветродвигатель на самолётах... Слишком большие потери энергии, неэффективно. Любая энергия, которую вы возьмёте из набегающего потока и переведёте в электрическую – потеря энергии. Либо вы эту энергию используете для увеличения скорости струи, либо подтормаживаете эту же струю для получения электрической энергии – чудес не бывает, закон сохранения. Допустимый вариант – использовать внешний источник энергии – Солнце, например – вмонтировать в поверхность самолёта солнечные батареи и подпитывать понемножку силовую установку аппарата, увеличивая дальность полёта. Будущее, по-видимому, за подобным гибридным подходом: кроме солнечной энергии можно использовать разные источники: топливо или химические элементы, как вариант.

 

 

 

– Разрабатываются ли сейчас новые методики по управлению пограничным слоем? Оправдывают ли себя результаты?

 

– Новые, старые... Правильно сказать так: ни одна из методик пока ещё не знает, что такое робастное управление. Первые попытки уже предприняты – к примеру, Boeing -787: его вертикальное оперение снабжено системой отсоса пограничного слоя для искусственной ламинаризации. Результаты, конечно, себя оправдывают: половина сопротивления самолёта – сопротивление трения. Если сделать полностью ламинарный самолёт, трение уменьшится вполовину. Вполовину! Представляете, как уменьшится расход топлива?

 

 

– Может ли обрести вторую жизнь концепция экраноплана – одна из самых многообещающих разработок минувших лет?

 

– Россия – одна из немногих стран, построивших реальные аппараты на эффекте экрана. Однако пятьдесят лет назад уровень развития технологий материалов и управления были недостаточными: подобные аппараты требуют колоссального быстродействия для парирования любых неожиданностей, малейших отличий реальных условий от прогнозов. Сегодня создание эффективных и безопасных экранопланов куда более реально: увеличение мощности компьютеров привело к увеличению быстродействия систем управления. А применение обязательно найдётся. Сначала - военные цели: охрана границ, десантирование военных, а потом уже – использование в качестве пассажирского транспорта. Последнее актуально для островных государств: например, Малайзии.

 

 

 

– При разработке беспилотных летательных аппаратов в ОКБ Симонова столкнулись с проблемой: вес клёпочных креплений уменьшить удалось, а болтовых – нет. Не смогли подобрать необходимую композицию металлов, не вредящую прочности крепления. Ведутся ли подобные разработки в ЦАГИ? За какими материалами будущее?

 

– Сегодня мы практически не получаем выигрыша в весе конструкции при использовании композитов. Это касается и российской, и американской, и европейской отрасли: лёгкие, полностью композитные самолёты станут реальностью тогда, когда мы получим полную картину поведения этих материалов в длительной эксплуатации. Все наши «незнания» о деградации прочности композитов, их реакции на упругие воздействия, перепады температур, влажности и другие изменения среды применения приводят к увеличению веса летательных аппаратов: необходимо обеспечить запас прочности конструкции.

Материалы будущего – про-композитные конструкции, позволяющие использоваться свойства композитов на сто процентов. Хотя очертания подобных конструкций – бионических, сеточных – отличаютсся от классических стрингеров и шпангоутов, они способны выдержать куда большие нагрузки при куда меньшем весе. Ещё более дальняя перспектива – комбинированные метаматериалы.

 

 

– Все говорят о том, что в конструкции самолёта будет меняться. А что, по-вашему, не изменится?

 

– Человек. Мы с вами не изменимся: нам по-прежнему будет нужен комфорт: поесть, помыть руки – все системы, направленные на обеспечение комфорта будут в самолёте вне зависимости от того, в каком веке будет существовать этот летательный аппарат. В остальном – даже лётчик когда-то, по-видимому, будет отсутствовать. Уже сейчас в некоторых городах есть полностью автоматизированные, беспилотные поезда – когда-нибудь, я думаю, и самолёты до этого дойдут.

 

Материал подготовлен Светланой Осиповой

Фото: tsagi.ru