Достижение качественно новых летно-технических, экологических и акустических показателей сверхзвуковых пассажирских самолетов нового поколения за счет решения фундаментальных научно-технических проблем сверхзвукового полета.
Достижение конкурентоспособности России на мировом уровне в области исследований сверхзвукового полета.
В рамках этого проекта мы планируем проработать такие фундаментальные проблемы сверхзвуковой авиации будущего, как снижение звукового удара, шума на местности, выбросов вредных веществ, повышение экономичности двигательных установок и др.
Сегодня определены основные направления деятельности, сформирована программа исследований, выполняемая созданным консорциумом НЦМУ. В рамках работы центра мы ожидаем достижения качественно новых экологических и экономических показателей СПС, необходимых для их серийного производства, за счет решения фундаментальных, поисковых и прикладных научно-технических задач
Исследования в области аэродинамики и концептуального проектирования сверхзвукового пассажирского самолета (СПС) с низким звуковым ударом
Новые методы и программы расчета аэродинамических характеристик, ближнего поля течения и звукового удара с учетом абсорбции и дисперсии. Методы оптимизации аэродинамической компоновки СПС для достижения приемлемого уровня звукового удара. Оптимальная компоновка СПС с минимальным звуковым ударом-низким шумом-низким сопротивлением. База данных по зонам слышимости звукового удара, включая вторичные звуковые удары, база данных для определения приемлемого звукового удара. Программное обеспечение комплексной оптимизации аэродинамической компоновки, включающее программный модуль управления траекторией СПС.
Предложения в перспективные нормы по звуковому удару технологиям и процедурам сертификации.
ПодробнееИсследования в области аэродинамики и концептуального проектирования сверхзвукового пассажирского самолета (СПС) с низким звуковым ударом
Новые методы расчета шума струй для двигателя малой степени двухконтурности и методы снижения шума с помощью звукопоглощающих конструкций в неосесимметричных каналах переменного сечения.
Новые вихреразрешающие методы моделирования турбулентных течений и создаваемых ими акустических полей. Новые параллельные алгоритмы и программные утилиты для вычислительных систем с экстрамассивным параллелизмом для определения связи структуры турбулентности и механизмов генерации шума. Методы многоканальных измерений источников шума.
Методы оценки шума взаимодействия струи с планером СПС.
Методы оценки вибрации зданий и сооружений при воздействии ударной волны различного профиля, учитывающие влияния падающего акустического излучения на отклик деформируемых элементов конструкций и вибрации с учетом геометрической формы конструкции, в том числе из композиционных материалов, и с учетом физической нелинейности конструкции. База данных по уровням звукового удара и вибрациям внутри зданий и сооружений.
Развитие теории генерации шума сверхзвуковыми струями. Рекомендации по обеспечению СПС действующих и перспективных норм по шуму.
ПодробнееИсследования в области нагрузок, прочности и аэроупругости конструктивно-силовых схем (КСС) на сверхзвуковых режимах полета, в том числе разработка гибридных про-бионических КСС
Интеллектуальная система мониторинга и прогнозирования механического состояния элементов летательных аппаратов на основе использования волоконно-оптических датчиков, в том числе датчиков встроенных в материал элементов из композиционных материалов. Методика регистрации повреждений при изменении деформаций ограниченным числом волоконно-оптических датчиков деформации.
Результаты исследований применения smart-материалов в элементах летательных аппаратов для управления геометрией и динамическими процессами: алгоритмы решения задач, обеспечивающий получение численных результатов при использовании smart-материалов для управления геометрией и динамическими процессами; результаты численного моделирования, демонстрирующие возможности демпфирования колебаний и влияния на аэроупругую устойчивость элементов летательных аппаратов при использовании smart-материалов на основе пьезоэлементов; интеллектуальные элементы летательных аппаратов, обеспечивающих управление геометрией и различными динамическими процессами на основе использования smart-материалов.
Метод повышения усталостной прочности сплавов авиационного назначения на основе метода лазерной ударной проковки. Методики упрочнения и методы анализа усталостной прочности в гигацикловом режиме нагружения.
Концепции про-бионических КСС для ответственных частей конструкции планера с учетом специфики нагружения и эксплуатации на сверхзвуковых режимах. Новые методы анализа нагрузок, прочности и аэроупругости на основе нелинейных расчетных моделей гибридных про-бионических конструкций. Новые методы многодисциплинарной оптимизации конструкции, включающие отсеки с традиционными и про-бионическими КСС, на основе многокритериального подхода. Новая методика анализа прочности элементарных и конструктивно подобных образцов конструкции на основе принципов виртуального эксперимента.
Результаты исследований влияния нелинейного поведения конструкции на характеристики аэроупругости, параметры внешнего нагружения и НДС.
Метод виртуального моделирования процесса накопления повреждений на основе экспериментальных зависимостей параметров механики разрушения. Проекты требований к конструкции и комплексному обеспечению прочности сверхзвукового пассажирского самолета
ПодробнееИсследования в области физико-химических процессов в газотурбинных двигателях для сверхзвукового пассажирского самолета, снижения выбросов (эмиссии) вредных веществ.
Фундаментальные основы формирования требований к силовой установке СПС, облик силовой установки. Математическая модель силовой установки на основе наиболее вероятных решений по параметрам и облику двигателя с пониженным уровнем удельной тяги. Новые технические решения в части воздухозаборника, сопла, компрессора, камеры сгорания, турбины турбореактивного двигателя (ТРД) и ТРД в целом. Программно-аппаратный комплекс «Цифровая модель силовой установки для СПС». Проектные решения по силовой установке на основе ТРДД с пониженным уровнем удельной тяги. Проект технического задания на демонстратор силовой установки для СПС среднесрочной перспективы (2030+).
Новая методика расчета процесса распространения загрязнений от летательных аппаратов на всех этапах взлетно-посадочного цикла с учетом рельефа местности. Программный комплекс для расчета процесса распространения загрязнений от летательных аппаратов в зоне аэропортов и прилегающих территорий. Требования к компоновке планера и силовой установки СПС, обеспечивающей минимальные вредные выбросы.
ПодробнееИсследования в области обеспечения безопасности полета СПС, включая интеллектуализацию управления, разработку интегрированного мультимодального информационно-управляющего цифрового поля кабины СПС с использованием технологий искусственного интеллекта, технического зрения и дополненной реальности.правления исследований, взаимосвязь направлений (по годам).
По окончании реализации Программы создания и развития центра планируется достичь следующих основных показателей результативности НЦМУ «Сверхзвук»:
количество молодых исследователей и обучающихся, прошедших обучение в центре или принявших участие в реализуемых центрами научных и (или) научно-технических программах и проектах (нарастающим итогом): 349 человек;
количество заявок на правовую охрану результатов интеллектуальной деятельности, поданных от центра: 70 ед.;
количество статей в областях, определяемых приоритетами научно- технологического развития Российской Федерации, в научных изданиях первого и второго квартилей, индексируемых в международных базах данных "Scopus" и (или) Web of Science Core Collection, соавторами которых являются работники центр (нарастающим итогом): 78 ед.;
размер внебюджетных средств на исследования и разработки центра: 560 430 890,00 рублей.
Общий результат:
Новый теоретический и методический базис, повышающий качество и снижающий сроки разработки технических и компоновочных решений, обеспечивающих достижение качественно новых летно-технических, экологических и акустических характеристик СПС нового поколения.