NASA испытает вентилятор для «утопленных» двигателей

NASA испытает вентилятор для «утопленных» двигателей

NASA и американский исследовательский центр UTRC в ближайшее время начнут продувочные испытания вентилятора, рассчитанного на всасывание воздушного пограничного слоя. Как пишет Aviation Week, такой вентилятор будет устанавливаться на новые турбовентиляторные двигатели для перспективных пассажирских и военных самолетов. Продувочные испытания нового всасывающего устройства для силовых установок будут проводиться в аэродинамической трубе Исследовательского центра имени Гленна.

На современных пассажирских и некоторых военных самолетах используются дозвуковые турбовентиляторные двигатели. В крейсерском режиме полета в силовых установках такого типа большую часть тяги создает воздушный поток, образуемый вентилятором. Если говорить упрощенно, то чем больше вентилятор, тем выше его вклад в создание тяги двигателя. Однако простое увеличение диаметра вентилятора ведет к возникновению другой проблемы — существенного лобового сопротивления в полете.

В полете набегающий воздух несколько тормозится вентилятором, а затем уже затягивается в двигатель. Такое торможение приводит к частичной потере эффективности силовой установки. Для соблюдения баланса между подачей воздуха в двигатель и его торможением на входе лопаткам вентилятора придают особую форму. Обычно они имеют вид сабель с неравномерным изгибом для оптимизации воздушного потока по всей длине (подробнее о вентиляторах и турбовентиляторных двигателях можно почитать в нашем материале).

В качестве одного из способов уменьшения лобового сопротивления турбовентиляторного двигателя разработчики видят его «утапливание» в корпус самолета. В этом случае силовая установка получит щелевой немного выступающий над поверхностью фюзеляжа самолета воздухозаборник. Такое решение, по предварительным расчетам, существенно снизит общее лобовое сопротивление летательного аппарата и позволит повысить топливную эффективность по меньшей мере на восемь процентов.

Однако невозможно взять один из существующих двигателей и «утопить» его в корпусе самолета, потому что это приведет к существенному падению мощности силовой установки и повышению расхода топлива. Дело в том, что вентиляторы на всех без исключения турбовентиляторных двигателях настроены на работу с набегающим свободным потоком воздуха. Но вентилятору «утопленного» в фюзеляж двигателя придется втягивать пограничный воздушный слой с ламинарным медленным течением.

Пограничным воздушным слоем называют тонкий слой на поверхности летательного аппарата, характеризующийся сильным градиентом скорости от нуля до скорости потока вне пограничного слоя. Вентилятор, настроенный на прямой приток воздуха, в «утопленной» конфигурации будет создавать на входе сильный перепад давления, что в свою очередь будет нарушать ламинарное течение воздуха по фюзеляжу перед воздухозаборником и после него. Частично эту проблему можно решить уменьшением глубины воздухозаборника.

Для нормальной работы двигателя в условиях, когда на вход подается воздух из пограничного слоя, необходимо также изменить конфигурацию лопаток вентилятора. Лопатки типичного вентилятора турбовентиляторного двигателя имеют угол атаки 27 градусов. Разработчики провели серию вычислений и компьютерное моделирование, по итогам которых пришли к выводу, что оптимальным углом атаки лопаток вентилятора, оптимизированного для втягивания пограничного слоя, являются 17 градусов.

Испытания вентилятора, оптимизированного для втягивания пограничного воздушного слоя, будут проводиться в аэродинамической трубе на имитированной скорости полета в 0,8 числа Маха (988 километров в час). Как ожидается, установка такого вентилятора на обычный турбовентиляторный двигатель, «утопленный» в фюзеляже, даст прирост топливной эффективности 4,5 процента. Прибавки еще в 3,5 процентных пункта разработчики намерены добиться изменением конфигурации лопаток вентилятора.

В середине октября американская компания Lockheed Martin приступила к формированию концепции перспективного самолета-заправщика KC-Z. В нем особое внимание планируется уделить малозаметности. Для ее снижения компания планирует оснастить танкеры «утопленными» в фюзеляж двигателями, воздухозаборники которых будут прикрыты от радаров гаргротом. За полет KC-Z будут отвечать турбовентиляторные двигатели с вентиляторами, оптимизированными для втягивания пограничного воздушного слоя.

Василий Сычёв

N+1

Похожие новости:
NASA рассказало об испытании вентилятора для «утопленных» двигателей
Первые продувочные испытания нового воздухозаборника и вентилятора для турбовентиляторных реактивных двигателей, которые рассчитаны на всасывание пограничного слоя, прошли полностью успешно. Как пишет Aviation Week со ссылкой на представителя NASA, в общей сложности эти элементы прошли 17 «продувок» в аэродинамической трубе ..
2016-12-21 3516 0 Авиация
0
Боинг устранит проблемы с двигателем
Ограничения, введенные компанией «Боинг» на эксплуатацию самолетов «747-8» и «Дримлайнер», могут затронуть крупнейшую российскую грузовую компанию «ЭйрБриджКарго» (AirBridgeCargo – ABC, входит в группу «Волга-Днепр»). Она эксплуатирует четыре таких самолета и уже испытала проблемы с двигателем производства «Дженерал ..
2013-12-4 1086 0 Авиация
0
НПО Сатурн: малоразмерные двигатели для БПЛА
Между НПО «Сатурн» и ГосМКБ «Радуга» имени А. Я. Березняка» заключен контракт, завершающий формирование производственной программы «НПО «Сатурн» до 2015 года по серийным поставкам двигателей для беспилотных летательных аппаратов. Срок выполнения контракта – 2013-2015 годы.Первые серийные поставки ..
2013-07-10 2815 0 Авиация
0
Китай купит у Украины 250 авиационных двигателей
КНДР хочет наладить производство учебно-тренировочных самолетов L-15 оснащенных двигателями украинского производства АИ-225-25Ф с форсажной камерой сгорания. Уже заказано 250 двигателей такого типа. Напомним, что базовой моделью двигателя АИ-222 оборудован прототип самолета ЯК-130. Двигатели АИ-222 были ..
2011-11-9 2417 0 Авиация
0
Китай начинает разработку собственных авиадвигателей
Китай намерен приступить к разработке собственных авиационных двигателей. Об этом сообщило сегодня агентство Синьхуа. Согласно полученным им сведениям из пекинского Университета аэронавтики и астронавтики, для реализации проекта, который позволит КНР наладить производство собственной линии авиационных двигателей, потребуются не менее ..
2013-03-2 2273 0 Авиация
0
ОСК заявила о полном отказе от украинских двигателей
Россия не вернется к закупкам украинских газотурбинных двигателей для российских боевых кораблей, она будет добиваться лишь поставки уже оплаченных силовых установок. Об этом заявил президент Объединенной судостроительной корпорации (ОСК) Алексей Рахманов, передает РИА Новости. «Для нас страница поставок украинских ..
2015-07-15 1438 0 Авиация
0
Четырехкрылый самолет
Удивительная идея позволяет авиаконструкторам выполнять взаимоисключающие требования к полету на до- и сверхзвуковых скоростях. Создать идеальный самолет, пожалуй, невозможно. Взлет и посадка, маневры и полет на разных скоростях - у каждого этапа свои, часто взаимоисключающие, требования к конструкции аппарата. К примеру, для взлета ..
2012-09-10 2173 0 Авиация
0
Боинг ставит акцент на лазерном питании двигателей
Компания Боинг запатентовала лазерное питание двигательной системы для самолетов. Заголовки истории о патенте пестрели на множествах сайтов. Заголовок Business Insider гласил: «Боинг просто запатентовал реактивный двигатель, питающийся энергией лазера и атомных взрывов.» Бенджамин Чжан ..
2015-07-21 1311 0 Авиация
0
Минобороны РФ передан первый серийный Ил-76МД-90А
Первый серийный самолет Ил-76МД-90А, произведенный в ЗАО «Авиастар-СП», отправлен заказчику. Воздушное судно построено в рамках контракта с Министерством обороны Российской Федерации, сообщила пресс-служба предприятия. Переданный в эксплуатацию первый серийный Ил-76МД-90А стал уже четвертым самолетом, произведенным в ЗАО «Авиастар-СП». В этом ..
2015-04-30 992 0 Авиация
1
Ростех обнародовал фотографии нового беспилотника
Объединенная приборостроительная корпорация (ОПК, входит в госкорпорацию «Ростех») впервые показала фотографии российского разведывательно-ударного беспилотника на воздушной подушке «Чирок». Сообщение об этом размещено на сайте ОПК. По заверению разработчика, обнаружение аппарата в радиолокационном диапазоне затруднено, так как корпус выполнен ..
2015-08-17 947 0 Авиация
0
Пермское КБ «Авиадвигатель» разработает аналог украинских турбин для Ми-26
Пермское конструкторское бюро (КБ) «Авиадвигатель» начало разработку аналога украинских турбин для тяжелых вертолетов Ми-26. Об этом ТАСС сообщил губернатор края Виктор Басаргин.«Для замены украинского двигателя Д-136, которым оснащаются вертолеты МИ-26, пермское предприятие ..
2015-12-26 1458 0 Авиация
0
Украина разрабатывает новый двигатель для самолетов Ан-148
Украинское предприятие Ивченко-Прогресс приступает к созданию двигателя нового поколения АИ-28 для линейки пассажирских самолетов семейства Ан-148, сообщил генконструктор предприятия Игорь Кравченко. «Мы работаем сейчас над созданием нового газотурбинного двигателя под рабочим названием Аи-28, мощностью 12 мегаВатт. ..
2012-07-22 1963 0 Авиация
-1
Новый самолет побьет рекорды скорости
Уникальный самолет для гражданский авиации скоро представят компании Boeing, Gulfstream и NASA. Благодаря использованию новейших разработок, новый лайнер сможет развивать скорость до четырех тысяч километров в час.Если новый сверхзвуковой самолет действительно окажется реальностью, это станет ..
2012-06-26 3033 3 Авиация
1
Рогозин об успешных испытаниях нового авиадвигателя
Летные испытания двигателя ПД-14 для перспективного российского самолета МС-21 идут без замечаний. Об этом сообщил в своем Twitter вице-премьер России Дмитрий Рогозин. Как сообщалось в августе, новый двигатель поднимается в воздух под крылом летающей лаборатории Ил-76ЛЛ. До ноября на этом самолете ..
2015-12-22 1769 0 Авиация
0
Минобороны купило 200 двигателей для  Ил-476
Министерство обороны России заключило с Пермским моторным заводом контракт на поставку около 200 двигателей ПС-90А-76, говорится в сообщении администрации Пермского края. Сумма сделки не уточняется. Авиадвигатели будут поставлены для 39 новых транспортных самолетов Ил-476 (Ил-76МД-90А), купленныхроссийским военным ..
2012-10-16 2300 0 Авиация
0