Центральный институт авиационного
моторостроения имени П.И. Баранова
Rus

Сопла и воздухозаборники

Заставка блок.jpg

Создание научно-технического задела в целях обеспечения совершенствования аэродинамики элементов проточного тракта силовых установок и двигателей перспективных схем для летательных аппаратов различного назначения является одним из важнейших направлений деятельности ЦИАМ.
Расчетно-экспериментальными исследованиями воздухозаборников и сопел в ЦИАМ наряду с другими подразделениями занимается созданная в 1952 г. лаборатория газовой динамики, первым научным руководителем которой был молодой инженер, а впоследствии академик Г.Г. Черный, создатель всемирно признанной научной школы в области газовой динамики. Определенные специалистами ЦИАМ закономерности, например стандартная зависимость коэффициента восстановления полного давления в воздухозаборниках от чисел М полета, носили для двигателестроения фундаментальный характер и в течение десятилетий являлись основой для выбора параметров СУ отечественных сверхзвуковых самолетов.
Особенностью работ по исследованию воздухозаборников ЛА является, с одной стороны, связь с проблематикой газовой динамики как фундаментальной науки (решение задач об устойчивости скачка уплотнения, отрыве пограничного слоя, влиянии пограничного слоя на течение вязкой жидкости и т.п.), а с другой стороны, связь с огромным разнообразием конструкторских разработок в этой области, от БЛА и вертолетов до многорежимной маневренной авиации и гиперзвуковых ЛА, в которых воздухозаборные устройства в значительной степени интегрированы с конструкцией планера.
В институте ведутся исследования по разработке новых методов математического моделирования течений газа, развитию методов оптимального профилирования, разработке и валидации моделей активных устройств для управления течениями. Созданные подходы применяются при разработке облика и исследовании характеристик входных и выходных устройств и совершенствовании аэродинамики внутренних каналов перспективных двигателей, обеспечивающих их высокие характеристики.
Поскольку шум струи является одним из двух (наряду с вентилятором и компрессором) основных источников акустического воздействия ТРД на окружающую среду, то исследования шумоглушащих сопел являются одним из самых актуальных направлений работы института, напрямую определяющих конкурентоспособность современных и перспективных отечественных авиадвигателей в контексте все более жестких международных экологических требований.
Экспериментальная база ЦИАМ позволяет проводить испытания натурных силовых установок в комплекте с воздухозаборником, в том числе с имитацией неоднородности потока перед двигателем.

Направления работ

Аэродинамика

Создание научно-технического задела в целях обеспечения совершенствования аэродинамики элементов проточного тракта силовых установок и двигателей перспективных схем для летательных аппаратов различного назначения является одним из важных направлений деятельности ЦИАМ. В институте ведутся исследования по разработке новых методов математического моделирования течений газа, развитию методов оптимального профилирования, разработке и валидации моделей активных устройств для управления течениями. Созданные подходы применяются при разработке облика и исследовании характеристик входных и выходных устройств и совершенствовании аэродинамики внутренних каналов перспективных двигателей, обеспечивающих их высокие характеристики. Эффективность предложенных решений подтверждается экспериментальными исследованиями.

Воздухозаборные устройства

Разработка метода проектирования высокоэффективных воздухозаборных устройств пространственного сжатия с пониженным уровнем лобового сопротивления для высокоскоростных ЛА; экспериментальное и расчетное определение характеристик таких воздухозаборных устройств на расчетных режимах с имитацией условий работы в составе ЛА; моделирование течений в ВЗУ при наличии внешнего тепло- и массоподвода; экспериментальное и расчетное исследование характеристик ВЗУ на помпажных режимах работы; разработка облика систем управления течением для запуска ВЗУ и улучшения его характеристик на нерасчетных режимах; расчетное и экспериментальное исследование характеристик ВЗУ, оснащенных системами управления течением.
Проектирование и расчетное и экспериментальное определение характеристик ВЗУ дозвуковых ЛА различного назначения, интегрированных с корпусом; разработка методов управления течением на входе в ВЗУ для улучшения его характеристик; расчетное и экспериментальное определение эффективности применения систем управления течением; разработка облика и проектирование ВЗУ с криволинейным входным каналом для улучшения нефункциональных характеристик ЛА.

Сопла

Профилирование и оптимизация регулируемых сопел ТРДД.
Оптимизация сопел ЛА различного назначения, в том числе интегрированных с корпусом ЛА; профилирование оптимальных сопел с улучшенными нефункциональными характеристиками.
Разработка облика систем управления вектором тяги для ЛА различного назначения; исследование характеристик и диапазона применимости комбинированных систем «реверс + УВТ».
Исследование и разработка сопел УВТ с использованием различных способов воздействия на поток: газодинамическое УВТ, сопла со смещенным критическим сечением.

Кривые каналы

Аэродинамическое проектирование агрессивных переходных каналов с минимальным уровнем потерь полного давления.
Разработка активных и пассивных способов управления вторичными течениями в пространственных переходных каналах ТРДД для снижения потерь полных параметров и уровней неравномерностей и пульсаций потоков на входе в узлы: проектирование и определение характеристик пассивных систем (интерцепторы, вдув/отсос пограничного слоя) и активных (синтетические струи, СВЧ-плазма, ДБР).