МС-21: инновационные решения ЦАГИ
28 мая 2017 года первый полет совершил авиалайнер МС-21-300 - первый в мире узкофюзеляжный пассажирский самолет с крылом, выполненным из композиционных материалов.
В создание воздушного судна большой вклад внес Центральный аэрогидродинамический институт имени Н.Е. Жуковского (входит в НИЦ "Институт имени Н.Е. Жуковского"). Разработчик самолета - ПАО "Корпорация "Иркут".
Специалисты ЦАГИ принимали активное участие в проектировании летательного аппарата. Был реализован масштабный комплекс исследований и предложен ряд инновационных решений.
Ученые совместно со специалистами ПАО "Корпорация "Иркут" разработали аэродинамическую компоновку крыла большого удлинения с учетом взаимодействия с двигателями большой степени двухконтурности. Это гарантирует высокий уровень аэродинамического качества на крейсерском режиме и нормированные запасы по бафтингу. Также в ЦАГИ совместно с ПАО "Корпорация "Иркут" смоделировали современную взлетно-посадочную механизацию, обеспечивающую требования по аэродромам базирования, отработали безопасную эксплуатацию на режимах реверса тяги, выполнили аэродинамическое проектирование мотогондолы отечественного двигателя ПД-14.
Эксперты института в области гидродинамики провели эксперименты и исследования для отработки аварийной посадки самолета на воду. Специалисты по аэроакустике изучили источники шума МС-21 - на местности, в салоне и кабине экипажа, дали рекомендации по его снижению и приняли участие в испытаниях.
Весьма значимый комплекс работ по проекту реализовали сотрудники комплекса прочности ЦАГИ. Так, были созданы уникальные методы обеспечения статической, усталостной и динамической прочности конструкции самолета, с точки зрения нормативной базы - сформированы и выполнены расчетные условия прочности крыла и оперения из композиционных материалов. Специалисты института разработали критерии допустимости повреждений для композитных агрегатов, определили ожидаемые за срок службы сценарии и вероятностные закономерности случайных ударных воздействий, пороги визуальной контролепригодности конструкции. Специально для проекта нового лайнера в ЦАГИ созданы 22 стенда для прочностных, климатических и частотных испытаний отдельных агрегатов и натурного планера, разработаны совместно с ПАО "Корпорация "Иркут" программы испытаний, проведен значительный цикл исследовательских работ по отработке прочности самолета МС-21. Эксперты Сертификационного центра ЦАГИ совместно с ПАО "Корпорация "Иркут" подготовили комплект заключений в обеспечение сертификации самолета.
Большим вкладом в программу стали расчетные и стендовые исследования ЦАГИ по разработке алгоритмов комплексной системы управления (КСУ) с расширенным функциональным составом, обеспечивающих высокий уровень безопасности полета и улучшения комфорта управления. На полунатурном пилотажном стенде ПС-МС ЦАГИ отработан реальный вычислитель КСУ. Также на пилотажном стенде проведены испытания активных боковых ручек управления и активной системы снижения нагрузок воздушного судна. На пилотажном стенде ПС-МС ЦАГИ тренировался летный состав ПАО "Корпорация "Иркут" в рамках подготовки к сертификационным полетам.
В настоящее время в ЦАГИ широким фронтом ведутся работы по импортозамещению: зарубежные полимерные композиционные материалы, которые ранее использовались в конструкции МС-21-300, меняются на отечественные. Разработаны программы испытаний конструктивно-подобных образцов и агрегатов самолета, сформированы технологии экспериментов, созданы новые установки.
Кроме того, был успешно проведен важнейший этап статических испытаний кессона крыла МС-21-300, изготовленного из российских полимерных композиционных материалов. Для подтверждения прочности изделия его подвергли нагрузкам, значительно превышающим те, что возможны в реальном полете.
"МС-21 - это флагман отечественной авиации, красноречивое свидетельство многолетней кропотливой деятельности специалистов целого ряда организаций. Немалая доля заслуг в создании этого воздушного судна и всех последующих этапах его становления принадлежит ученым ЦАГИ - нашим аэродинамикам, прочнистам, аэроакустикам. В дальнейшем мы продолжим исследования в интересах МС-21 и примем участие в подготовке сертификации самолета с отечественными двигателями и крылом", - отметил генеральный директор ФАУ "ЦАГИ", член-корреспондент РАН Кирилл Сыпало.
"Компетенции и исследовательские мощности Центрального аэрогидродинамического института сыграли важную роль в развитии проекта МС-21. Совместные работы в области прочности, аэродинамики и акустики позволили нам подтвердить правильность выбранных технических решений, во многом сформировавших облик новейшего среднемагистрального самолета 21 века. С получением базового сертификата наше сотрудничество по МС-21 не прекращается, и я уверен, что ЦАГИ станет для нас надежным партнером в сертификационной части работ по импортозамещению", - заявил генеральный директор корпорации "Иркут" Андрей Богинский.
МС-21-300 - пассажирский самолет нового поколения вместимостью от 163 до 211 пассажиров, ориентированный на самый массовый сегмент рынка авиаперевозок. Летательный аппарат обеспечит пассажирам качественно новый уровень комфорта благодаря самому большому в классе узкофюзеляжных самолетов поперечному сечению фюзеляжа. По своим летно-техническим данным и экономичности самолет МС-21 превосходит существующие аналоги. Прежде всего - благодаря крылу из полимерных композиционных материалов, впервые в мире созданному для узкофюзеляжных самолетов вместимостью свыше 130 пассажиров.
