Вертикальной аэродинамической трубе непрерывного действия ЦАГИ Т-105 в следующем году исполняется 80 лет. Она была спроектирована для решения проблемы штопора самолетов, но за эти годы помогла найти ответы на десятки важных вопросов авиаконструирования.

Мы осмотрели устройство и узнали больше о его характеристиках, назначении и перспективах, а также посетили демонстрационный центр ЦАГИ.

Начальник сектора АДТ Т-105 Шумейко Павел Александрович: «Подобных вертикальных аэродинамических труб в России нет»

— Каковы основные технические характеристики аэротрубы Т-105?

— Это вертикальная аэродинамическая труба замкнутого типа с одним обратным каналом и открытой рабочей частью диаметром 4,5 метра. Поток в трубе создает осевой вентилятор, расположенный в обратном канале. Его приводит во вращение электродвигатель мощностью 450 кВт, спроектированный и изготовленный заводом «Электросила» в 1940 году. Изначально он разрабатывался для подводных лодок и уникален своим вертикальным расположением.

Поток воздуха идет снизу-вверх, и его скорость может достигать 40 м/сек. — но большинство испытаний проводят при скоростях от 10 до 35 м/сек.

— Чем вертикальная аэродинамическая труба отличается от горизонтальной?

— Каждая аэродинамическая труба предназначена для определенного вида исследований. Так, эта вертикальная установка была создана для исследования свободного штопора самолетов и исследования аэродинамических характеристик моделей вертолетов.

Штопор самолета — это его неуправляемое движение вниз по крутой спирали малого радиуса с одновременным вращением по всем трем осям, которое происходит из-за выхода на большие углы атаки. В данной аэротрубе испытываются свободно штопорящие модели самолетов с целью определения характеристик штопора и методов выхода из него.

— Какие именно прикладные исследования вы проводите?

— Экспериментальные исследования моделей самолетов и вертолетов. Они включают в себя следующие видов испытаний. На приборе Ш-4 проводят испытания моделей самолетов с целью определения аэродинамических сил и моментов, действующих на модель в диапазоне углов атаки от 0° до 90° и углов скольжения ±30°. Прибор Ш-5 нужен для определения аэродинамических коэффициентов и их производных по угловой скорости при установившемся вращении модели относительно вертикальной оси. Для испытаний свободно штопорящих моделей мы используем тросовые подвески, предназначенные для удержания модели в воздушном потоке, и инерциальный блок управления рулями, устанавливаемый внутри модели. В режиме штопора на модель передается сигнал на отклонения рулей, после чего отслеживается, выходит ли она из штопора или нет. Также у нас есть вертолетные приборы: МВП-8, предназначенный для испытания моделей винтов диаметром до 2,5 метров, и МВП-5, созданный для испытания моделей корпусов вертолета в присутствии несущего винта и без него.

— Какие модели летательных аппаратов были испытаны в этой трубе?

— Среди испытанных нами моделей — самолеты МиГ-23, МиГ-25, МиГ-29, МиГ-31, Ту-160, Як-130, Ил112, Су-57, RRG-100, МС-21 и т. д.; вертолёты Ми-8, Ми-34, Ми- 28, Ми -38, Ми-26, Ка-32, Ка-60, Ка-50 и Ансат, а также космические спускаемые аппараты. С самолетом МиГ-23 получилось особенно интересно: уже после запуска в серию он вошел в режим неуправляемого штопора в полете, но наши специалисты смогли усовершенствовать машину и эту проблему решить.

— А фундаментальными исследованиями вы занимаетесь?

— Мы изучаем распределение давления на лопастях, исследуем нестационарные аэродинамические характеристики (колеблющееся крыло), визуализируем обтекания различных тел и вихревые течения внутри пограничного слоя на плоской пластине в АДТ для создания системы измерения параметров полета — и не только.

— Есть ли у ЦАГИ Т-105 аналоги?

— Подобных вертикальных аэродинамических труб в России нет, но аналогичные устройства есть в других странах — например, в США, Англии и Германии.

— Проводилась ли модернизация аэротрубы?

— За время ее работы был проведен ряд модернизаций. К примеру, при испытании моделей на свободный штопор были установлены более экономичные прожекторы с галогеновыми лампами для освещения модели, механический автомат отклонения рулей был заменен на автомат с инерциальным блоком управления. Для статических испытаний моделей самолетов введен в строй новый стенд Ш-6.

— Достаточно ли научно-технического потенциала аэротрубы для решения всех современных задач в ее диапазоне скоростей?

— К сожалению, недостаточно. Прежде всего, необходимо увеличить скорость потока для исследования свободного штопора современных самолётов в более широком диапазоне высот полёта и для испытаний моделей скоростных винтокрылых летательных аппаратов.

— Коррелируются ли результаты, полученные в аэродинамической трубе, с компьютерным моделированием?

— У результатов экспериментов есть своя специфика. На обтекание модели влияют поддерживающие элементы, необходимые для ее фиксации в аэротрубе, что необходимо учитывать при обработке результатов измерений и при компьютерном моделировании. Современные вычислительные средства не во всех случаях позволяют получить совпадение с экспериментом, особенно для тел сложной формы, но сравнение расчётных и экспериментальных данных позволяет говорить о корреляции результатов.

Руководитель центра социального развития и корпоративной культуры ЦАГИ Ростовцева Екатерина Юрьевна: «Двери демонстративного центра вновь открыты для всех желающих»

— Для чего был создан демонстративный центр ЦАГИ?

— Он был открыт в 1964 году, чтобы знакомить посетителей ЦАГИ с его историей и развитием. Наши выставочные стенды рассказывают о ключевых этапах развития нашего института — центра авиационной промышленности России — и о том, как наш коллектив решал сложнейшие научные и технические задачи при разработке летательных аппаратов.

— Что может увидеть посетитель центра?

— Помимо богатого архива документов и фотографий в нашей экспозиции много редких моделей летательных аппаратов: например, модели первого построенного российского самолета, первого в мире многомоторного самолета «Илья Муромец», первого цельнометаллического самолета АНТ-2 и первого разработанного и построенного в ЦАГИ вертолета 1-ЭА. Также у нас выставлены модели, предназначенные для испытаний в аэродинамических трубах, в их числе — воздушно-космический корабль «Буран» и самолет МиГ-31. Особый интерес у посетителей обычно вызывают действующие макеты аэротруб Т-101 и Т-105.

— Кто может посетить демонстративный центр?

— К нам приходят специалисты по различным тематическим направлениям, в том числе иностранные, представители различных компаний, конструкторских бюро и учащиеся. Начиная с сентября, мы проводим экскурсии для школьников и студентов профильных вузов. Из-за пандемии центр на некоторое время закрывался и были доступны только виртуальные экскурсии, но сейчас ограничения сняты и наши двери вновь открыты для всех желающих.

Фото и текст: Бионышева Елена Фото: Алексей Клиндухов