Михаил Гордин: появление гиперзвуковых лайнеров возможно к 50-м годам

Цитата: osankin от 16.10.2018 15:26:23Михаил Гордин: появление гиперзвуковых лайнеров возможно к 50-м годам

Цитата: osankin от 16.10.2018 15:26:23

 

По следам несостоявшихся сенсаций...

Цитата: GeorgV от 03.10.2018 15:39:47... В исходнике - двигатель для суборбитального аппарата не-мирного назначения, который может быть приспособлен для транспортных и/или пассажирских машин...

Цитата: GeorgV от 03.10.2018 15:39:47

 

"Народу не нужны нездоровые сенсации, народу нужны здоровые сенсации" (Амвросий Амбруазович Выбегалло, профессор).

Содержание выделенной фразы в фрагменте вышеприведённого сообщения ещё не самая развесистая клюква из числа тех, которые были высказаны при обсуждении вот этого моего сообщения: ЦАГИ готовит проект пассажирского гиперзвукового самолета на водороде. Читая их я вспомнил фразу знакомого фрезеровщика, с которым длительное время работал в тесной связке: "Грамотных до х...я, а умных нет". Поскольку руки, наконец-то,  дошли, то в память незабвенного Амвросия Амбруазовича решил прояснить историю вопроса:

ЦИАМ представил на МАКС-2015 "гиперэкспонат" (31 Августа 2015 года)

ЦитатаЦентральным экспонатом объединенной экспозиции Национального исследовательского центра «Институт имени Н.Е. Жуковского» на МАКС-2015 стал демонстратор модуля водородного гиперзвукового прямоточного воздушно-реактивного двигателя (ГПВРД) высокоскоростного гражданского самолета. Демонстратор был создан при участии ученых и специалистов Центрального института авиационного моторостроения им. П.И. Баранова в рамках международного проекта по разработке высокоскоростного экспериментального летательного аппарата HEXAFLY-INT (High Speed Experimental Fly Vehicles – International), в составе 7-й Европейской рамочной программы ЕС по развитию научных исследований и технологий. В его реализации участвуют от России: ЦАГИ (координатор работ по проекту), а также ЦИАМ, ЛИИ и МФТИ. Евроcоюз в проекте представляют: ESA, Airbus Group, СIRA, DLR, ONERA, GasDynamics, TechnoSistem, Marotta, ITLR, VKI, TSD Space. В работах также задействованы университеты Австралии: University of Sydney, University of Southern Queensland, University of New South Wealth.
Демонстратор модуля гиперзвукового прямоточного воздушно-реактивного двигателя (ГПВРД) высокоскоростного гражданского самолета, изготовленный и испытанный специалистами Центрального института авиационного моторостроения им. П.И. Баранова на стенде объединенной экспозиции Национального исследовательского центра «Институт имени Н.Е. Жуковского».
Цель проекта HEXAFLY-INT – создание научно-технического задела, необходимого для разработки пассажирского самолета на водородном топливе, способного летать на скоростях до М=8. По данным Европейского космического агентства (ESA), выступающего координатором проекта, перелет самолета, выполненного по такой схеме, между двумя точками-антиподами на поверхности земного шара должен занять около 3 часов. К примеру, рейс от Брюсселя до Сиднея на расстоянии 18 734 км для гиперзвукового самолета массой 400 т по расчетам будет длиться 2 ч 47 мин, включая участки дозвукового полета протяженность 240 км. При этом будет израсходовано 181 т водорода, а удельный расход топлива составит 3,23 кг/100 км/пасс. Это вполне сопоставимо с характеристиками современных авиалайнеров. Удельный расход керосина Boeing 787 Dreamliner, к примеру, составляет около 2,5 л/100 км/пасс. Проверка данной концепции в условиях летного эксперимента является главной целью проекта HEXAFLY-INT.
Согласно базовой конфигурации, выбранной европейскими партнерами, ЦИАМ изготовил и испытал демонстратор технологического модуля ГПВРД на водородном топливе. В ходе испытаний при имитации условий, соответствующих числу Маха М=7,4, был зарегистрирован положительный аэродвигательный баланс – тяга, создаваемая двигателем, превышала общее аэродинамическое сопротивление экспериментального объекта.
«Испытания, проведенные на уникальном стенде Научно-испытательного центра ЦИАМ, подтвердили, что величина положительной тяги позволит поддерживать заданную гиперзвуковую скорость полета высокоскоростного гражданского самолета», – прокомментировал ход работ по проекту заместитель генерального директора ЦИАМ по аэрокосмическим двигателям Александр Прохоров.
Исследования в рамках проекта HEXAFLY-INT будут продолжаться до декабря 2019 г. Одна из самых интересных особенностей проекта состоит в том, что он должен завершиться летным экспериментом, в котором будет задействована ГЛЛ, масштабированная до размеров испытанного ЦИАМ демонстратора модуля ГПВРД. Аэродинамическая модель ГЛЛ, изготовленная и испытанная в аэродинамических трубах ЦАГИ, также была представлена на МАКС-2015. В качестве места проведения эксперимента рассматривается ракетный полигон на острове Андоя (Норвегия). Согласно расчетам ESA, испытания ГЛЛ после разгона с помощью ускорителя будет включать фазу горизонтального крейсерского полета длительностью не менее 7 секунд со скоростью М=7,4 на высоте 31,9 км.
В ходе испытаний демонстратора модуля ГПВРД, работающего на водородном топливе, на уникальном стенде НИЦ ЦИАМ имитировались условия соответствующих числу Маха М=7,4.

Аэродинамическая модель ГЛЛ, изготовленная и испытанная ЦАГИ



В ходе испытаний демонстратора модуля ГПВРД, работающего на водородном топливе, на уникальном стенде НИЦ ЦИАМ имитировались условия соответствующих числу Маха М=7,4.

21.03.2017 ЦИАМ на международной конференции в Китае

ЦитатаНа Международной конференции в Китае ЦИАМ представил результаты исследований по проекту силовой установки высокоскоростного гражданского самолета HEXAFLY-INT.

С 5 по 10 марта 2017 года сотрудники Центрального института авиационного моторостроения имени П.И. Баранова (ЦИАМ, входит в состав НИЦ «Институт имени Н.Е. Жуковского») приняли участие в 21-й Международной конференции по аэрокосмическим летательным аппаратам, гиперзвуковым системам и технологиям (г. Сямынь, КНР). Делегацию ЦИАМ возглавил заместитель генерального директора по аэрокосмическим двигателям А.Н. Прохоров.

Интерес к данному мероприятию был вызван неслучайно. Это единственная в мире специализированная конференция, посвященная тематике гиперзвуковых исследований. На решение об участии повлиял также фактор международного сотрудничества: ЦИАМ активно сотрудничает с мировыми научно-исследовательскими центрами – Европейским космическим агентством (ESA), ONERA (Франция), CIRA (Италия), DLR (Германия). С 2005 года институт участвует в исследовательских проектах Рамочных программ Европейского Союза, направленных на решение задач, связанных с разработкой авиационной техники. Благодаря участию в мероприятии представители института встретились со своими зарубежными коллегами и обсудили общие проекты.

Ученые ЦИАМ принимали участие в конференции в третий раз подряд – до этого в 2013-м году в г. Тур (Франция) и в 2015-м году в г. Глазго (Великобритания). В этом году конференция проводилась в Китае, площадкой для ее проведения был выбран Сямыньский университет. Организаторами мероприятия выступили School of Aerospace Engineering of Xiamen University и The American Institute of Aeronautics and Astronautics (AIAA).

На конференции, объединяющей ведущих инженеров, ученых, представителей исследовательских организаций и чиновников гражданской авиации со всего мира, специалистам ЦИАМ выпала почетная миссия председательствовать на секциях: “Missions and Vehicles”, “Test and Evaluation”, “Hypersonic Fundamentals and History”, “Power and Control Systems”, “Materials and Structures for Vehicles and All Subsystems”, “Computational Methods”.

В ходе мероприятия, в рамках работы секции Propulsion Systems, работники института представили доклад на тему: «Исследование интегральных характеристик стендового модуля высокоскоростного гражданского самолета HEXAFLY-INT».

«HEXAFLY-INT» – это международный проект, в котором ЦИАМ работает с апреля 2014 г. Для решения задачи по созданию высокоскоростного гражданского самолета Еврокомиссией, Минпромторгом России и правительством Австралии было принято решение о создании совместной работы под шифром «HEXAFLY-INT» в составе 7-ой Рамочной программы Евросоюза. В число участников проекта со стороны Европы вошли ESA-ESTEC (координатор от Европы, Нидерланды), ONERA (Франция), CIRA (Италия), DLR (Германия) и другие, со стороны Австралии – The University of Sydney, University of Southern Qeensland. В состав участников со стороны России вошли ЦИАМ, ГНЦ ФГУП «ЦАГИ» (координатор от России), «ЛИИ им. М.М. Громова», Московский физико-технический институт.

Доклад по исследованию интегральных характеристик стендового модуля экспериментального летательного аппарата HEXAFLY-INT вызвал безусловный интерес научного сообщества, т.к. касался создания высокоскоростного самолета, способного преодолеть, например, расстояние от Москвы до Сиднея всего за три часа.

– В докладе были представлены результаты численного и экспериментального исследования интегральных характеристик стендового модуля высокоскоростного гражданского самолета, созданного и испытанного в ЦИАМ в рамках проекта «HEXAFLY-INT», – рассказывает автор доклада, младший научный сотрудник отдела «Аэрокосмические двигатели» Николай Кукшинов. – Главное достижение заключается в том, что при испытаниях данного модуля впервые в мире был продемонстрирован положительный аэродвигательный баланс интегрированного с фюзеляжем высокоскоростного прямоточного ВРД на водородном топливе при скорости набегающего потока, соответствующей числу Маха 7,5.

На заседании организационного комитета конференции состоялись выборы страны-организатора 22-й Международной конференции по аэрокосмическим летательным аппаратам, гиперзвуковым системам и технологиям. Заявка России была представлена ЦАГИ им. Н.Е.Жуковского и была выбрана единогласным решением членов оргкомитета. Таким образом, следующая конференция впервые за свою историю пройдет осенью 2018 года в Москве, что является признанием лидирующей роли России в области разработки и создания аэрокосмической техники.

05.04.2018  Начались испытания российского гиперзвукового прямоточного двигателя



Внутренняя часть гиперзвукового прямоточного двигателя



Водородный гиперзвуковой прямоточный воздушно-реактивный двигатель

ЦитатаЦентральный институт авиационного моторостроения имени Баранова приступил к стендовым испытаниям прототипа перспективного водородного гиперзвукового прямоточного воздушно-реактивного двигателя, разработка которого ведется в рамках масштабного международного проекта HEXAFLY-INT. Об этом изданию N + 1 рассказали на стенде института на Международном форуме двигателестроения, проходящем на ВДНХ с 4-го по 6 апреля. Первые испытания показали, что демонстратор технологий новой силовой установки способен надежно функционировать при скорости воздушного потока в 7,4 числа Маха (9,1 тысячи километров в час).
Одним из основных направлений исследований авиастроительных компаний в мире сегодня являются сверхзвуковые пассажирские самолеты. В будущем они позволят сократить время полетов по традиционным маршрутам почти в два раза. Такие летательные аппараты могут начать выполнять полеты самое раннее в середине 2020-х годов. Одновременно исследования ведутся и в области полетов на гиперзвуковой скорости, однако они пока носят больше теоретический, нежели практический характер.
Стендовые испытания двигателя, разработанного Центральным институтом авиационного моторостроения, проводятся в специальной аэродинамической трубе. В мире подобных испытательных стендов, позволяющих испытывать авиационные двигатели на земле на гиперзвуковых скоростях потока, существует всего два: один — в США, а второй — в России. Стендовые испытания планируется завершить в текущем году, а в 2019-м — приступить к летным проверкам нового двигателя. При этом на стенде отметили, что эти сроки могут сдвинуться в зависимости от итогов стендовых испытаний.
Новый водородный гиперзвуковой двигатель внешне представляет собой клиновидную прямоугольную в сечении конструкцию с заужением в центральной части, где происходит незначительное торможение воздушного потока, смешение с топливом и поджиг. Силовая установка работает по принципу создания разницы давления на входе и выходе. Конструкторы рассчитали, что теоретически водородный двигатель способен развивать скорость до 12 чисел Маха. Минимальная скорость полета, на которой двигатель начинает стабильно работать, составляет 2,2-2,5 числа Маха.
Гиперзвуковой двигатель, демонстратор технологий которого создан Центральным институтом авиационного моторостроения, может работать на высоте полета до 35 тысяч метров. Такая высота считается оптимальной с точки зрения экономичных гиперзвуковых полетов — из-за разрежения атмосферы аэродинамическое сопротивление летательного аппарата ниже, но при этом сохраняется достаточный для работы силовой установки приток воздуха. В полете двигатель будет подвержен высоким температурам. Для перераспределения тепла и расширения температурных режимов установки воздухозаборную ее часть сделали из меди.
В силовой установке подача водорода производится через два пояса, один из которых расположен на входе в камеру сгорания ближе к воздухозаборнику, а второй — в середине эллиптической камеры сгорания.
Разработкой проекта HEXAFLY-INT занимаются научно-исследовательские центры из Евросоюза, России и Австралии. От Евросоюза координатором проекта выступает Европейский центр космических исследований и технологий, а от России — Центральный аэрогидродинамический институт имени Жуковского. Летом 2017 года на авиасалоне МАКС-2017 российские разработчики представили модель гиперзвукового летательного аппарата HEXAFLY-INT.
Представленная модель предназначена для исследований в аэродинамической трубе. В первую очередь она должна помочь в определении оптимального соотношения между внутренним полезным объемом летательного аппарата и сечением воздухозаборника гиперзвукового прямоточного воздушно-реактивного двигателя. Аппарат выполняется по схеме «несущий корпус», при которой в полете значительная часть подъемной силы образуется на широком фюзеляже.
Модель также оснащена коротким крылом большой стреловидности и двумя килями. В рамках проекта планируется создать демонстратор технологий длиной около трех метров. Согласно действующим планам, демонстратор технологий HEXAFLY-INT должен будет показать возможность стабильного и управляемого полета на скорости не менее семи чисел Маха (около 8,6 тысячи километров в час). Когда именно может состояться первый полет аппарата, пока неизвестно. Проект HEXAFLY-INT, стартовавший в 2014 году, рассчитан до апреля 2019 года.
Василий Сычёв

• +0.49 / 17