Ученые ЦАГИ исследовали обтекание крыла с адаптивной задней кромкой

Характер обтекания крыла летательного аппарата (ламинарный или турбулентный) — важный вопрос, от которого зависят аэродинамические характеристики, устойчивость и управляемость воздушного судна. Это фундаментальная тема, исследованием которой занимаются ученые Центрального аэрогидродинамического института имени профессора Н.Е. Жуковского (входит в НИЦ «Институт имени Н.Е. Жуковского»). Для пополнения опытных данных по ламинарно-турбулентному переходу специалисты провели испытания на полумодели демонстратора адаптивных технологий. Эксперименты прошли в рамках госконтракта с Министерством промышленности и торговли Российской Федерации.

Для испытаний специалисты института использовали тематическую полумодель со стреловидным крылом, имеющим адаптивную заднюю кромку, т.е. способным изменять геометрию в зависимости от режима или условий полета. Выбор именно полумодели неслучаен: она имеет увеличенную хорду крыла, длина которой — 740 мм, и размах порядка двух метров. Такие масштабы позволили ученым провести эксперимент в условиях, близких к натурным. Специалистам удалось достичь высокого числа Рейнольдса (величины, характеризующей смену режимов течения от ламинарного к турбулентному) порядка 12 миллионов. Для сравнения — у современного пассажирского самолета оно составляет от 20 до 40 миллионов, тогда как в условиях аэродинамического эксперимента традиционно не превышает 5 миллионов.

Исследования прошли в трансзвуковой аэродинамической трубе Т-128 ЦАГИ на скоростях от 0,5 до 0,8 Маха (600–1000 км/ч соответственно). Специалисты использовали сразу несколько методов визуализации обтекания: тепловизионное обследование и жидкие кристаллы. В совокупности их применение дало ученым наглядную картину ламинарно-турбулентного перехода на крыле.

«Мы получили ламинарное обтекание, соответствующее практически натурным условиям, — ранее нам не удавалось достичь подобных результатов в трансзвуковой аэродинамической трубе. Эти данные позволят не только изучить механизмы ламинарно-турбулентного перехода пограничного слоя, но и верифицировать широко используемые нами расчетные методы. Кроме того, полученные результаты послужат эталоном для уточнения возможностей самой аэродинамической трубы по испытаниям ламинарных крыльев», — пояснил начальник отдела отделения аэродинамики самолетов ФАУ «ЦАГИ» Анатолий Болсуновский.