NASA рассказало об испытании вентилятора для «утопленных» двигателей
Воздухозаборник и вентилятор в аэродинамической трубе NASA
Первые продувочные испытания нового воздухозаборника и вентилятора для турбовентиляторных реактивных двигателей, которые рассчитаны на всасывание пограничного слоя, прошли полностью успешно. Как пишет Aviation Week со ссылкой на представителя NASA, в общей сложности эти элементы прошли 17 «продувок» в аэродинамической трубе Исследовательского центра имени Гленна.
Новый вентилятор имеет измененные по сравнению с обычными вентиляторами угол атаки и форму лопаток. Эти параметры были оптимизированы для работы с медленным пограничным слоем, появляющимся на корпусе самолета во время полета. Компьютерное моделирование по методу вычислительной гидродинамики, показало надежность конструкции вентилятора.
Продувочные испытания этого элемента, а также воздухозаборника, в котором он размещен, призваны подтвердить или опровергнуть результаты компьютерного моделирования. Первые продувочные испытания показали, что вся конструкция работает стабильно и выдерживает переменные нагрузки.
Дело в том, что в точке воздухозаборника, ближней к фюзеляжу, нагрузка на лопатки вентилятора снижается, поскольку она погружается в пограничный слой. С противоположной же стороны пограничного слоя нет, но есть зона набегающего турбулентного потока, в которой лопатки испытывают серьезные нагрузки.
Для повышения прочности конструкции лопаток инженеры придали им изогнутую форму, причем корневая часть эти элементов установлена практически под прямым углом к воздушному потоку. Кроме того, инженеры уменьшили угол атаки лопаток со стандартных для вентиляторов 27 градусов до 17 градусов. Это изменение позволило вентилятору эффективно втягивать пограничный слой.
В продувочных испытаниях принимает участие вентилятор диаметром 56 сантиметров. Для его испытаний исследователям пришлось соорудить в аэродинамической камере гладкий фальшпол, который имитировал фюзеляж самолета, плавно переходящий в корневую часть. На входе воздухозаборника исследователи установили несколько датчиков, которые измеряли толщину и скорость пограничного слоя.
Первые продувочные испытания воздухозаборника и вентилятора проводились в стабильных условиях при скоростях воздушного потока от 0,55 до 0,78 числа Маха (679-963 километра в час). При этом частота вращения вентилятора составляла от 70 до 100 процентов от максимальная (абсолютные цифры не уточняются).
Проходящие испытания воздухозаборник и вентилятор проектируются для «утопленных» двигателей пассажирского самолета, проектируемого NASA по схеме «смешанного крыла». Такие двигатели будут частично размещены внутри фюзеляжа самолета. Считается, что такое размещение позволит снизить аэродинамическое сопротивление летательного аппарата.
Как ожидается, установка нового вентилятора на обычный турбовентиляторный двигатель, «утопленный» в фюзеляже, даст прирост топливной эффективности 4,5 процента. Прибавки еще в 3,5 процентных пункта разработчики намерены добиться изменением конфигурации лопаток вентилятора.
В середине октября американская компания Lockheed Martin начала формировать концепцию перспективного самолета-заправщика KC-Z. В нем особое внимание планируется уделить малозаметности. Для ее снижения компания планирует оснастить танкеры «утопленными» в фюзеляж двигателями, воздухозаборники которых будут прикрыты от радаров гаргротом.
Василий Сычёв