NASA избавит сверхзвуковые самолеты от турбулентных потоков

Специалисты NASA приступили к испытаниям новых накладок на некоторые элементы планера самолета, которые должны предотвращать образование турбулентных потоков на сверхзвуковой скорости полета. Как пишет Aviation Week, такое решение позволит сделать перспективные сверхзвуковые пассажирские самолеты экономичнее и даже, возможно, «тихими».

При полете на сверхзвуковой скорости на поверхности планера самолета начинают образовываться турбулентные потоки. На них приходится до 50 процентов аэродинамического сопротивления при полете на скорости, превышающей скорость звука. При этом в местах, где ламинарное течение переходит в турбулентное, могут образовываться ударные волны, которые наблюдать на земле может воспринимать как взрыв.

Новая разработка NASA получила название DRE (distributed roughness elements, элементы распределенных неровностей). Она призвана задержать переход ламинарного потока в турбулентный и тем самым улучшить аэродинамические качества самолета. Новые элементы разрабатываются специально для крыла с большой стреловидностью.

По мере разработки перспективного пассажирского самолета специалисты NASA пришли к выводу, что угол стреловидности крыла существенно влияет на образование ударных волн на планере во время сверхзвукового полета — чем стреловидность больше, тем меньше образуется ударных волн. При этом крыло большой стреловидности склонно к формированию турбулентных потоков.

DRE представляют собой небольшие наклейки в виде невысоких валиков, которые устанавливаются на поверхность передней кромки крыла. «Подпрыгивая» на этих валиках воздушный поток как бы ускоряется и прилипает к поверхности крыла. При этом ламинарное течение распространяется на большую площадь крыла, чем без DRE.

Испытания новых элементов проводятся на истребителе F-15 Eagle, принадлежащем NASA. Под крылом этого самолета на переделанном пилоне вооружения установили имитатор крыла со стреловидностью 65 градусов. Во время испытаний новые элементы наклеивают на имитатор крыла по-разному, пытаясь определить места, где их действие будет наиболее эффективным.

NASA занимается разработкой нового сверхзвукового пассажирского самолета совместно с американской компанией Lockheed Martin. Ранее стало известно, что агентство намерено в 2018 году заключить с Lockheed Martin контракт на сборку первого прототипа перспективного «тихого» сверхзвукового пассажирского самолета проекта QueSST.

В 2019 году американское агентство планирует провести критическое рассмотрение проекта самолета, а в 2020-м — впервые поднять аппарат в воздух. Создание прототипа нового самолета станет продолжением программы QueSST, конечной целью которой является создание «тихого» пассажирского самолета, которому были бы разрешены полеты на сверхзвуковой скорости над населенной частью суши.

Василий Сычёв