Европейский лайнер с ламинарным крылом совершил первый полет

Модифицированный пассажирский самолет Airbus A340-300 с гладким крылом, оптимизированным для ламинарного потока, совершил первый полет. Согласно сообщению европейского авиастроительного концерна Airbus, испытания состоялись 26 сентября 2017 года в Тарбе на юге Франции. Первый полет лайнера признали успешным. В общей сложности самолет провел в воздухе три часа 38 минут.

С каждым годом объемы авиационных перевозок увеличиваются. Чтобы удовлетворить спрос, снизив при этом стоимость авиаперевозок и не повлияв на доходы авиакомпаний, разработчики постоянно исследуют новые технологии улучшения самолетов. В частности, активные работы ведутся в области снижения потребления топлива самолетом в полете, что также должно уменьшить загрязнение окружающей среды.

Эту задачу можно решить несколькими способами. Например, снизить потребление топлива на несколько процентов можно улучшив конструкцию двигателей. Еще одним способом снизить потребление топлива является уменьшение лобового сопротивления самолета. Этого можно добиться пересмотрев конструкцию лайнеров, используя новые легкие материалы и покрытия.

Предполагается, что новое ламинарное крыло, создаваемое в рамках проекта BLADE (Breakthrough Laminar Aircraft Demonstrator in Europe, демонстратор европейского прорывного ламинарного летательного аппарата), будет иметь на 50 процентов меньшее лобовое сопротивление по сравнению со стандартным. Это позволит снизить потребление топлива самолетом в полете и уменьшить выбросы CO₂ на пять процентов.

Ламинарное крыло должно иметь очень гладкую поверхность и невысокий профиль, чтобы обеспечить ламинарный воздушный поток на как можно большей своей площади. Для создания гладкого крыла планируется использовать несколько технологий.

Так, в 2015 году шведская компания Saab, участвующая в проекте BLADE, собрала правую консоль гладкого крыла из углепластика. Она получила углепластиковые переднюю кромку и верхнюю плоскость, выполненные единой деталью с композиционным крепежом с внутренней стороны. Благодаря этому консоль получилось практически без стыков между панелями.

Тогда же британская компания GKN, еще один участник проекта BLADE, представила гладкую левую консоль крыла. Это обычная консоль крыла лайнера A340-300, в которой все элементы плотнее подогнаны друг к другу. Кроме того, консоль покрыта специальной краской, скрывающей неоднородные дефекты аэродинамической поверхности.

Правая консоль крыла от Saab и левая от GKN и установлены на лайнер A340-300, совершивший первый полет во Франции. Целью первого полета была общая проверка лайнера, его управляемости и всех его бортовых систем. Самолет должен совершить еще несколько испытательных полетов, после чего начнет участвовать непосредственно в исследовательских полетах.

Во время исследовательских полетов разработчики намерены проверить эффективность одной из двух технологий обеспечения гладкости крыла, а также оценить аэродинамические характеристики крыла и его влияние на характеристики пассажирского самолета в целом.

Следует отметить, что на опытовом лайнере A340-300 гладким выполнено не все крыло целиком, а только крайние его секции слева от первого двигателя и справа от четвертого. Это сделано для существенного сокращения программы начальных летных испытаний; установка полностью гладкого крыла потребовала бы расширенных и долгих по времени проверок самолета.

В феврале текущего года французская компания Onera совместно с итальянской Leonardo провела испытания собственной версии гладкого крыла. Испытания проводились в трансзвуковой аэродинамической трубе S1MA французской компании. Во время проверок гладкое крыло показало несколько меньшее лобовое сопротивление по сравнению с обычным крылом самолета.

В аэродинамической трубе проходили испытания левой консоли ламинарного крыла самолета длиной 5,2 метра. Продувочные испытания проводились на скорости воздушного потока 0,74 числа Маха (913,7 километра в час). Для изучения обтекающего крыло воздушного потока использовались высокоточные тепловизоры, замерявшие температуру на крыле в режиме реального времени.

Во время испытаний выяснилось, что на верхней плоскости крыла площадь покрытия консоли ламинарным потоком составила 70 процентов, а на нижней 30 процентов. Для современного обычного самолетного крыла площадь покрытия ламинарным потоком в зависимости от конструкции составляет от 30 до 50 процентов для верхней плоскости и до 30 процентов — для нижней.

Конструкция обычного крыла предполагает обязательное присутствие турбулентного течения, повышающего его несущую способность. Для этого на современных самолетах на верхней плоскости крыла устанавливаются небольшие пластинки — завихрители потока, разрушающие ламинарный поток.

Василий Сычёв