ПромЭнерго Лидер, федеральный журнал
Искусство быть лидером!

Наш адрес: 620 000, РФ, Свердловская область, г. Екатеринбург, ул. Ленина, 39, а/я 72

Написать нам

ЦАГИ: фундаментальная наука и новые вызовы

30 декабря 2020
ЦАГИ: фундаментальная наука и новые вызовы

Задел на будущее

Институт обладает уникальной экспериментальной базой, отвечающей самым высоким международным требованиям. Кроме того, ЦАГИ осуществляет государственную экспертизу всех летательных аппаратов, разрабатываемых в российских конструкторских бюро (КБ), и дает окончательное заключение о возможности и безопасности первого полета. Организация принимает участие в формировании государственных программ развития авиационной техники, а также в создании норм летной годности и регламентирующих государственных документов.

Именно в ЦАГИ создается научно-технический задел на перспективу авиационной отрасли, выполняется значительный объем исследований и разработок. В их числе:
-сверхкритические крылья и аэродинамические компоновки новых моделей самолетов и вертолетов,

-методы вычислительной аэродинамики;


-повышение весового совершенства и увеличение ресурса за счет применения композитных материалов и оптимизации конструктивно-силовых схем;


-интеграция элементов планера и воздухозаборных устройств;


-принципиальные схемы, структура и алгоритмы управления самолетов и вертолетов следующего поколения;


-инновационные конструкционные материалы для перспективных летательных аппаратов;

-технологии компьютерного проектирования и производства элементов конструкции воздушного транспорта;

-обеспечение выполнения международных требований по шуму.


Среди основных векторов развития ЦАГИ на ближайшее будущее — цифровизация, участие в создании сверхзвукового пассажирского самолета (СПС), комплексная разработка темы малой авиации, представительство России в международных программах в сфере авиации и космонавтики и не только. Но как начинался славный путь ведущего отечественного центра авиационной науки?

100 лет истории

Начало XX века. По инициативе пионера отечественной авиационной науки, основоположника гидро- и аэродинамики Николая Егоровича Жуковского в молодой советской России создается комплексный научный центр. 1 декабря 1918 года вышло постановление Научно-технического отдела ВСНХ РСФСР об учреждении Центрального аэрогидродинамического института. За несколько лет в ЦАГИ была создана передовая по тем временам экспериментальная база. Еще в довоенные годы на ней проходили исследования по аэродинамике, гидродинамике, динамике полета и прочности летательных аппаратов.
Специалисты института подготовили и выпустили такие фундаментальные и основополагающие для всей отрасли авиастроения труды, как «Нормы прочности самолетов» (1925 год), «Справочник для конструкторов»: «Аэродинамика самолетов», «Гидромеханика гидросамолета» и «Прочность самолета» (1937-1939 годы). В 1943 году в условиях военного времени ЦАГИ издал «Руководство для конструкторов».

В 1933 году в поселке Стаханово (в настоящее время — городской округ Жуковский) началось строительство второй площадки ЦАГИ. Менее чем за пять лет на полях в пойме Москвы-реки выросли корпуса с большими аэродинамическими трубами и залами для прочностных испытаний, в том числе крупнейшая в Европе аэродинамическая труба института Т-101 и вертикальная труба Т-105, и началось строительство трубы переменного давления Т-106.
В первые годы работы ЦАГИ его специалисты под руководством Андрея Туполева вели и научную, и конструкторскую работу. Но постепенно задачи становились все сложнее, а технологическая цепочка — длиннее, и подразделения ЦАГИ одно за другим стали выделяться в специализированные институты: ЦИАМ (1930 год), ВИАМ (1932 год), ЛИИ (1941 год), СибНИА (1946 год). Отдел самолетостроения в 1936 году был преобразован в ставшее знаменитым КБ Туполева.
В годы Великой Отечественной войны ЦАГИ проводил работы, направленные на повышение тактико-технических характеристик советских боевых самолетов, а также осуществлял модернизацию и совершенствование существующего авиационного парка. Параллельно с удовлетворением практических запросов фронта институт вел и фундаментальные исследования. Этот научный задел помог отечественной авиации в первые послевоенные годы совершить революционный скачок в области сверхзвуковых скоростей.

В ногу со временем

В 1960-е годы специалисты института предложили компоновки самолетов с крылом изменяемой стреловидности, которые можно было увидеть на лучших до- и сверхзвуковых истребителях и бомбардировщиках того времени. Много внимания уделялось и пассажирским самолетам, в том числе единственному в СССР (одному из двух в мире) сверхзвуковому авиалайнеру Ту-144.
ЦАГИ не только участвовал в создании самолетов, но и исследовал аэродинамические, акустические и прочностные характеристики спутников и космических кораблей. Самым масштабным проектом стала разработка авиакосмической системы «Энергия-Буран». Перед специалистами стояла сложнейшая задача — построить орбитальный космический корабль-космоплан с ракетой-носителем. Помимо ЦАГИ, в программе было задействовано 1285 советских предприятий и свыше миллиона человек. Институт проводил исследования по аэродинамике, разработал рекомендации по геометрии аппаратов, изучал тепловые режимы полета и оценивал диапазоны ожидаемых в натуре отклонений всех необходимых аэродинамических коэффициентов. В 1988 году возвращаемый летательный аппарат «Буран» осуществил уникальную посадку в автоматическом режиме.
В 2014 году ЦАГИ вместе с ЦИАМ, ГосНИИАС, СибНИА и ГкНИПАС вошел в состав Национального исследовательского центра «Институт имени Н.Е. Жуковского», который призван координировать работу ведущих научных авиационных центров страны.

Темпы работы высоки и в наше время. Ученые ЦАГИ активно трудятся над важнейшими для российской авиационной промышленности проектами: созданием регионального самолета «СухойСуперджет 100», ближне- среднемагистрального самолета МС-21, истребителя пятого поколения Т-50, широкофюзеляжного дальнемагистрального самолета и многими другими.


Ставка на сверхзвук

С недавнего времени в число приоритетных направлений развития страны входит сверхзвуковая гражданская авиация. Его в 2018 году обозначил Президент России Владимир Путин. ЦАГИ, как предприятие, имеющее значительный опыт работы в этой области, выступил с инициативой по созданию в рамках нацпроекта «Наука» научного центра мирового уровня (НЦМУ) «Сверхзвук». Главная задача НЦМУ — формирование отечественной базы фундаментальных знаний, необходимых для развития ключевых технологий сверхзвуковых пассажирских самолетов (СПС). В августе 2020 года проект получил поддержку Министерства науки и высшего образования Российской Федерации.

Помимо ЦАГИ участниками консорциума НЦМУ стали ФГУП «ЦИАМ имени П.И. Баранова», ФГУП «ГосНИИАС», ФКП «ГкНИПАС», АО «ЛИИ имени М.М. Громова», Институт прикладной математики имени М.В. Келдыша РАН, МГУ имени М.В. Ломоносова, МАИ, Пермский федеральный исследовательский центр Уральского отделения РАН и ряд других.
В число основных направлений деятельности НЦМУ входят: аэродинамика и концептуальное проектирование СПС с низким звуковым ударом, аэроакустика и вибрации, прочность и интеллектуальные конструкции, газовая динамика и силовые установки, искусственный интеллект и безопасность полетов.
В ходе научной работы НЦМУ ожидается получить такие прорывные результаты, как инновационные футуристические конфигурации СПС с низким уровнем звукового удара и шума, технология многокритериального проектирования летательного аппарата, система отображения информации на базе технического зрения и AR (технология дополненной реальности) в кабине пилота, новые математические модели и цифровые двойники, обеспечивающие прорыв в авиастроении.

— В рамках этого проекта мы планируем проработать такие фундаментальные проблемы сверхзвуковой авиации будущего, как снижение звукового удара, шума на местности и выбросов вредных веществ, повышение экономичности двигательных установок и многие другие, — сказал генеральный директор ФГУП «ЦАГИ», член-корреспондент РАН Кирилл Сыпало. — Сегодня определены основные направления деятельности, сформирована программа исследований, выполняемая созданным консорциумом НЦМУ. В рамках работы центра мы ожидаем достижения качественно новых экологических и экономических показателей СПС, необходимых для их серийного производства, за счет решения фундаментальных, поисковых и прикладных научно-технических задач.

Залог конкурентоспособности

Деятельность ЦАГИ в рамках НЦМУ «Сверхзвук» и ряда других проектов побуждает институт уделять больше внимания модернизации и расширению экспериментальной базы центра авиационной науки. Для этого создана комплексная программа развития, разрабатывается единый план эксперимента и загрузки опытного производства.
В число приоритетных направлений работы ЦАГИ также входит обеспечение вычислительного эксперимента. В последние годы в практику научных исследований активно внедряются численные методы расчета. Поэтому в конце 2019 года в ЦАГИ были созданы научно-исследовательский центр развития высокопроизводительных вычислений и центр исследований перспективных технологий высокоскоростной аэросредной техники. Кроме того, стартовала работа центра системного и концептуального проектирования авиационно-космической техники.

Текст и фото предоставлены пресс-службой ФГУП «ЦАГИ»

Партнёры

выставка Гидроэнергетика Центральная Азия и Каспий
Кибербезопасность
газ.нефть. новые технологии
22-я Узбекистанская Международная выставка «Строительство - UzBuild 2021»
Электротранс
renvex 2021
Кадекс 2021