NASA сделает «смешанное крыло» фантастически тихим

Специалисты NASA нашли несколько конструкторских решений, которые позволят существенно снизить шумность перспективного пассажирского самолета HWB, создаваемого по схеме «смешанного крыла». Как пишет Aviation Week со ссылкой на оценки американского агентства, использование самолетов с новыми доработками в современных аэропортах позволит уменьшить зону их шумового покрытия по меньше мере на 94,4 процента по сравнению с эксплуатацией в них современных лайнеров размерности Boeing 777.

Считается, что современная конструкция пассажирских самолетов — продольный биплан с сигарообразным фюзеляжем — практически исчерпала свои возможности и ее доработки дают лишь крайне незначительные снижение расхода топлива или улучшение летных характеристик. По этой причине многие авиационные разработчики приступили к изучению новых аэродинамических схем, которые до сих пор авиации либо применялись редко, либо вообще не использовались.

«Смешанное крыло», которое некоторые разработчики, включая NASA, называют «гибридным крылом», представляет собой разновидность аэродинамической схемы «летающее крыло». В отличие от последнего в «смешанном крыле» фюзеляж четко выражен и за счет плавных наплывов переходит в треугольные в плане консоли крыла. У «летающего крыла» фюзеляж редуцирован, а его роль играет само крыло, несущее все агрегаты, грузы и экипаж. Считается, что «смешанное крыло» имеет лучшую управляемость и меньшие размеры, чем «летающее крыло».

Самолет HWB, разрабатываемый NASA, должен быть тише сопоставимого по размерам современного лайнера по меньшей мере на 20 децибелов воспринимаемого уровня шума. Воспринимаемый уровень шума — условная численная величина, позволяющая оценивать субъективное восприятие воздействия авиационного шума на человека. Для его вычисления используются несколько показателей, в первую очередь частотный состав шума, наличие дискретных составляющих в спектре и продолжительность.

Изначально уменьшить шум HWB планировалось за счет верхнего размещения турбовентиляторных двигателей с ультравысокой степенью двухконтурности между двумя «разваленными» в стороны килями. Предполагалось, что шум авиационных двигателей будет отражаться от корпуса вверх, снижая шумность самолета на земле. Кроме того, благодаря использованию новых двигателей, вентилятор в которых вращается медленнее, чем в современных силовых установках, шумность самолета тоже снизится.

Новые доработки, предлагаемые конструкторами NASA, предусматривают изменение конструкции люков шасси, килей и сопел двигателей. В частности, размер дверец люков шасси планируется увеличить, чтобы они частично закрывали колеса. Предположительно, в режиме взлета и при посадке такие дверцы будут обеспечивать лучшее обтекание стоек и колес шасси, что существенно уменьшит уровень аэродинамического шума из-за возникающего на них турбулентного потока.

В обновленном проекте самолета кили получили передние корневые наплывы, из-за чего их стреловидность у фюзеляжа получилась большей, чем у законцовок. Это позволит избежать завихрений потока на закрылках, а следовательно тоже снизить шумность. Что же касается сопел авиационных двигателей, то их конструкторы предложили сделать овальными и оснастить треугольными лепестками. Конструкторы полагают, что это тоже позволит сгладить газовый поток на выходе из двигателя.

Согласно предварительным расчетам, все предлагаемые изменения в конструкцию HWB позволят сделать самолет крайне тихим — его уровень шума на земле будет составлять всего 40,4 децибела воспринимаемого уровня шума. Это более чем на 50 децибелов меньше действующих сегодня международных ограничений по допустимому уровню авиационного шума. Благодаря новым самолетам зона шумового покрытия аэропортов с интенсивностью выше 85 децибел (опасный для здоровья уровень при долгом воздействии) уменьшиться на 94,4 процента.

В январе прошлого года американский авиастроительный концерн Boeing, работающий над собственной версией «смешанного крыла» объявил о намерении доработать конструкцию щитков Крюгера. Щиток Крюгера, разработанный инженером Вернером Крюгером в 1943 году, представляет собой небольшую панель, раскрывающуюся с нижней части передней кромки крыла. Щитки в сочетании с закрылками позволяют несколько улучшить аэродинамические характеристики крыла.

Конструкторы американского концерна намерены оптимизировать форму передней кромки щитков Крюгера перспективного самолета. Какие именно доработки будут сделаны, пока неизвестно. Внесением изменений в конструкцию щитков Крюгера разработчики намерены улучшить характеристики самолета в посадочном и взлетном режимах. Кроме того, доработка позволит убрать завихрения, возникающие в месте соединения задней кромки щитка и передней кромки крыла самолета.

Василий Сычёв