#самолеты

Каждый год миллионы людей выбирают самолеты для деловых поездок и путешествий. Но что мы на самом деле знаем о том, как стальные птицы обеспечивают нашу безопасность и комфорт в небе? Эксперт Пермского Политеха рассказал, как устроено воздушное судно, что помогает ему преодолевать гравитацию, в какой части авиалайнера безопаснее при турбулентности, как крылатую машину защищают от непогоды и молний, что произойдет, если не включить авиарежим на телефоне, почему нельзя открывать окно и что скрывает «черный ящик».

Сгорая, топливо выделяет тепловую энергию, благодаря которой работают газотурбинные двигатели. Для того, чтобы оно сжигалось хорошо, его нужно тщательно перемешать с воздухом. Подогрев помогает сделать это быстрее и эффективнее. Это особенно важно при использовании бедных смесей, в которых воздуха больше, чем топлива, из-за чего оно может сгореть не полностью и двигатель будет работать хуже. Однако существующие методы подогрева приводят к выбросам углекислого газа и оксида азота, которые в больших количествах вредны для здоровья человека и окружающей среды. Ученые Пермского Политеха исследовали процессы, происходящие при подогреве топливного газа, и выяснили, что лучше делать это перед камерой сгорания двигателя — так выброс вредных веществ снизится на 24 процента для угарного газа.

В аэрокосмической, автомобильной промышленности и морском транспорте активно применяют материалы на основе полимерной смолы с добавлением углеродных волокон. Из них делают ответственные конструкции, которые из-за особенностей эксплуатации постоянно подвергаются ударам. Примером такого ущерба может быть столкновение самолета с ледяными частицами, жесткое приземление. Ученые Пермского Политеха исследовали, как разная энергия ударов о полимерные углепластики влияет на их дальнейшую «склонность» к разрушению. Это позволит более точно проектировать конструкции из этих композитов и учитывать их стойкость к ударам.

Новая конструкция топливных форсунок авиационных воздушно-реактивных двигателей с системой охлаждения без применения и с применением электростатических полей от ученых КНИТУ-КАИ имени А. Н Туполева и Центрального института авиационного моторостроения имени П .И. Баранова предотвратит образование в них твердого углеродистого осадка. Конструктивные схемы включают наружную рубашку охлаждения с каналами особой геометрии.

Один из наиболее опасных и трудно прогнозируемых дефектов материалов — усталостное повреждение, то есть разрушение в результате повторяющихся нагрузок. Ему подвержено большинство деталей механизмов и конструкций, от опор линий электропередач до фюзеляжей самолетов. Для определения характеристик таких трещин можно использовать нейронные сети. Чтобы сеть работала корректно, необходимо правильно откалибровать видеосистему. Ученые НИЦ «Курчатовский институт» — ВИАМ предложили способ такой калибровки, основанный на нанесении реперных меток в виде штрихкодов на поверхность образца.

Ученые из МФТИ и МГУТУ смоделировали взаимодействие крыла воздушного судна и обтекающего его потока воздуха. Написанная учеными компьютерная программа позволит определять форму и материал крыла, препятствующие обледенению.

Ученые из МФТИ и ЦАГИ разработали математические модели обтекания жидкостью тела с водоотталкивающим покрытием. Данные, полученные в ходе моделирования, будут полезны при решении проблем обледенения летательных аппаратов и, соответственно, минимизации риска возникновения аварий.

Инженеры Федеральной политехнической школы Лозанны (Швейцария) сконструировали мультимодального робота, который может не только взлетать, но и ходить, и прыгать, как птицы. Крылатый дрон способен так же легко, как пернатые, перемещаться как в наземной, так и в воздушной среде. При этом за мощные ноги ему не надо расплачиваться дополнительным весом — это позволит найти новые решения для взлета беспилотников и самолетов в сложных условиях.

При длительном воздействии авиационный шум вызывает проблемы с органами слуха, повышение артериального давления, раздражительность и усталость. Существенному воздействию вблизи аэропортов подвергается около трех процентов россиян. Чтобы снизить его — применяют шумоглушащие сопла. Ученые Пермского Политеха выяснили, какая конструкция заглушает максимальное количество шума на низких и высоких частотах.

Участники мероприятия узнают об истории создания Ту-144.

В последние годы научные исследования в области аэродинамики становятся все более актуальными с учетом развития высокоскоростных летательных аппаратов. Новое численное исследование, проведенное командой российских ученых из МФТИ и Центрального аэрогидродинамического института имени профессора Н. Е. Жуковского (ЦАГИ), стало важным шагом к более глубокому пониманию сложных процессов, которые протекают в пограничном слое в условиях сверхзвукового потока.

Определение массы самолета и его отдельных агрегатов — важнейшая задача проектирования. Во-первых, снижение веса летательного аппарата позволяет ощутимо поднять экономичность и улучшить летные характеристики. Во-вторых, даже незначительные погрешности в весовом проектировании приводят к проигрышу в топливной эффективности и невозможности самолета выполнять свои задачи. В МАИ разработали цифровую весовую платформу, которая позволяет вести расчет, контроль и анализ массово-инерционных характеристик на всех этапах жизненного цикла изделия. Платформу можно применять не только на аэрокосмическом производстве, но и в других высокотехнологичных отраслях промышленности.

Газотурбинные двигатели (ГТД) применяются в авиационной технике. Их конструкция постоянно совершенствуется, чтобы достичь максимальной эффективности, увеличивается число регулируемых параметров и режимов работы. Но вместе с тем ужесточаются и требования к системам управления этими параметрами. Ученые Пермского Политеха предложили новую логику работы ГТД с учетом изменяющихся условий их эксплуатации. Это позволит сделать работу отечественных двигателей во время взлета и посадки самолетов еще более стабильной.

В последние годы в строительстве авиакосмического транспорта активно используют композиты, в том числе полимерные материалы с объемным армированием. Такие структуры повышают сопротивление сдвигу и расслоению. Однако их внедрение повышает риск снижения прочности материалов. Стандартные методики определения механических характеристик для композитов могут быть непригодны из-за их существенного отличия от традиционных материалов, на которые ориентированы стандарты. Ученые Пермского Политеха разработали алгоритм определения свойств объемноармированных структур, чтобы снизить риск неточностей в расчетах при проектировании авиакосмических деталей.

Авиация — один из крупнейших источников выбросов вредных веществ. Особенно это касается оксидов азота, которые выделяются в процессе сгорания топлива. Его высокие концентрации опасны для человека, при длительном воздействии эти газы приводят к воспалению дыхательных путей, бронхиту и онкологии. В группе риска находятся жители крупных индустриальных городов. Наибольшую опасность оксиды азота представляют в качестве активного компонента смога. Создание экологичных авиадвигателей требует совершенствования систем автоматического управления. Особую сложность представляет управление камерой сгорания газотурбинного двигателя, так как необходимо соблюдать баланс между их стабильной работой и минимизацией выбросов. Ученые ПНИПУ разработали систему, которая снижает концентрацию выбросов оксидов азота более чем на три процента и повышает экологическую эффективность при стабильной работе камеры сгорания.

Ученые из МФТИ совместно со студентами из МГТУ имени Н. Э. Баумана с помощью новаторской методики рассчитали, как перегрузки, которые возникают при движении платформы-носителя, влияют на работу размещенных на ней фазированных антенных решеток. Предложенная методика поможет улучшить качество сигнала, снизит стоимость изготовления фазированных антенных решеток и продлит срок их эксплуатации.

Студенты из МГППУ создали программно-аппаратный комплекс для оценки навыков командной работы. Комплекс включает летный тренажер, имитирующий полет самолета с разделением управления между пилотами, и модифицированную игру «Морской бой». Результаты можно использовать для оценки и подготовки экипажей и операторов сложных систем.

Мирового лидера гражданской авиации обвинили в систематических нарушениях производственных процессов. Если в ближайшей перспективе американский авиастроитель не решит проблему с безопасностью при сборке самолетов, возможны разрушения их фюзеляжей во время полета. Об этом рассказал бывший инженер Boeing Сэм Салехпур, выступая перед конгрессом.

В России резко возросла потребность в замещении импортных магистральных пассажирских самолетов. Это требует от авиапредприятий ускоренного производства большого количества современных отечественных газотурбинных двигателей (ГТД), не уступающих по характеристикам мировым аналогам. Для этого необходимы новые технологии, которые обеспечат быстрое изготовление при стабильно высоких параметрах качества и конкурентоспособности. Ученые Пермского Политеха совместно со специалистами АО «ОДК-Авиадвигатель» разработали новый способ обработки одной из главных деталей газовой турбины – сопловой лопатки. Технология обеспечивает повышение производительности и точности изготовления сопловых лопаток для более качественной сборки современных газотурбинных двигателей.

Обледенение двигателей самолета — по-прежнему одна из причин авиакатастроф. Кроме того, образование льда на поверхности воздушных судов препятствует развитию перелетов с высокой скоростью на большие расстояния через зоны активного изменения погоды, что особенно характерно для России и территорий, входящих в ее арктическую зону. Существующие противообледенительные системы не всегда достаточно эффективны, потому что прогревают важные детали только частично. Ученые Пермского Политеха предложили способ удаления льда с лопастей вентилятора двигателей прямо во время полета с помощью лазерной системы. Изобретение повысит безопасность передвижения по воздуху.