Работа связана с различными направлениями улучшения системы воздушных сигналов самолётов семейства Superjet и новыми стандартами сертификации, которые были ужесточены в связи с уплотнением воздушного транспортного потока и необходимостью повышения безопасности полётов в условиях обледенения.
Лаборатория прикладных вычислительных технологий Факультета аэромеханики и летательной техники МФТИ (МФТИ-Numeca), специализирующаяся в области вычислительной аэродинамики, завершила цикл работ по развитию нового подхода к расчету обтекания пассажирского самолёта в условиях обледенения. Работы были начаты по инициативе и при поддержке компании «Гражданские самолеты Сухого» (ГСС).
За 5 лет работы лабораторией в тесной кооперации с Центральным аэрогидродинамическим институтом имени Н.Е. Жуковского получены новые результаты в области оптимизации компоновки самолёта и его двигателя, в методике моделирования аэродинамики несущих винтов (совместно с компанией Numeca International) и методах высокого порядка точности. Разработаны программный комплекс моделирования взлётно-посадочных характеристик гражданских самолётов и программный комплекс расчёта условий обледенения самолёта. Сложность последней задачи заключается в разработке численного метода решения новой системы уравнений. Задача была успешно решена, используемый алгоритм стал победителем по быстродействию и экономичности в рамках конференции International Workshop on High-Order CFD Methods 2013 (Кельн, Германия).
Актуальность проблемы обледенения датчиков самолёта выросла в 2009 г. после катастрофы самолета Airbus А330 над Атлантическим океаном при выполнении рейса Рио-де-Жанейро – Париж. Расшифровка аварийных регистраторов, проведенная Европейским бюро расследований (BEA), показала, что из-за попадания самолёта в нерасчётные условия обледенения произошло замерзание всех трёх приёмников датчиков полного давления (трубок Пито), что в свою очередь привело к полной потере информации о воздушной скорости полёта с последующим отключением автопилота. Эта череда отказов, усугубленная ошибками экипажа, привела самолёт в режим сваливания и штопора, закончившегося катастрофой. После расследования Европейское агентство по безопасности в авиации (EASA) разработало ряд рекомендаций по ужесточению требований по сертификации приёмников Системы воздушных сигналов (СВС) для полётов в условиях тяжёлого обледенения, включая попадание в облако ледяных кристаллов.
Следуя требованиям авиационных властей, «Гражданские самолёты Сухого» уточнило программу сертификации самолёта RRJ-95 (Sukhoi Superjet 100, SSJ-100) в части полётов в условиях обледенения и для моделирования расчётных условий для датчиков СВС обратилось к лаборатории ПВТ МФТИ. Перед лабораторией была поставлена задача анализа мест размещения датчиков приемников воздушных сигналов и расчёта влияния погрешностей их установки на показания высоты. Для её решения в ходе совместной работы была построена трёхмерная имитационная модель обтекания носовой части самолёта SSJ-100, на основании которой специалисты АО «ГСС» уточнили расчётные условия обледенения в местах расположения датчиков, которые были использованы для проектирования противообледенительной системы датчиков СВС и проведения соответствующих испытаний на стендах искусственных условий обледенения для демонстрации надёжной работы противообледенительной системы самолёта SSJ-100 сертификационным властям России (АР МАК) и Европейского Союза (EASA). Результат этой работы очень важен для обеспечения безопасности полётов самолётов SSJ-100, особенно с учётом особенностей эксплуатации в России, где условия обледенения являются нормой, а не исключением. На сегодняшний день SSJ-100 первым в классе узкофюзеляжных самолётов прошёл более жёсткие требования сертификационных властей к полёту в условиях тяжёлого обледенения.
Сейчас программный комплекс МФТИ «АЭРО-про» готовится к государственной регистрации. В России аналогов таких комплексов нет, зарубежные аналоги недоступны либо дороги.
Руководитель лаборатории к.ф.-м.н. И.В. Воронич рассказывает: «Только благодаря сочетанию высокого научного уровня сотрудников лаборатории и большого опыта сотрудников АО “ГСС” удалось разработать и довести до логического завершения практически важный проект, имеющий хорошие перспективы применительно к новым самолётам, разработка которых уже начата».
«Это уникальная работа предельного уровня сложности, и нам есть чем гордиться», — подчеркнул заведующий кафедрой компьютерного моделирования, главный научный сотрудник лаборатории д.т.н. С.М. Босняков.
«Мы гордимся тем, что в создании и сертификации нашего продукта принимают участие российские учёные мирового уровня, готовые решать сложные технические задачи, используя нестандартные подходы и разрабатывающие для этого новые программные продукты в короткие сроки и за разумные средства. МФТИ совместно с ЦАГИ демонстрируют всему миру высокий уровень российской школы вычислительной аэродинамики. Качество выполненной работы высоко оценили эксперты сертификационных властей АР МАК и EASA», — отметил заместитель главного конструктора АО «ГСС» по аэродинамике А.В. Долотовский.
Источник: mipt.ru/newsblog
