Единственная в мире: трансзвуковая аэродинамическая труба Т-128⁠⁠

Труба Т-128 — важнейшая промышленная установка в арсенале экспериментальной базы российского центра авиационной науки. Эта трансзвуковая аэродинамическая труба переменной плотности с компрессорным приводом — крупнейшая в Восточном полушарии и третья в мире по размеру рабочей части. И по сей день она — единственная в мире с регулированной перфорацией стенок рабочей части. В ней проведено более 60 тысяч испытаний по заказам российских и зарубежных предприятий и научных центров. В числе испытанных здесь моделей — воздушно-космическая система «Энергия-Буран» и легендарные истребители Су-27 и МиГ-29.

Репортаж 2020 года Елены Бионышевой специально для "Сделано у нас".

Об уникальном испытательном комплексе рассказал начальник научной экспериментальной лаборатории отделения аэродинамики и динамики ракет Антон Роальдович Горбушин.

— Как была создана Т-128 и в чем ее особенности?

— Труба Т-128 построена в 1982 году под руководством Лыжина Олега Валерьевича, руководителя подразделения, которое занимается проектированием экспериментальных установок. В то время на испытания в аэродинамические трубы ЦАГИ стояла очередь из заказчиков на несколько месяцев. Это особенно впечатляет с учетом того, что в 70-е годы разработка аппарата занимала около года. Новая труба была призвана решить эту проблему и создавалась с расчетом на 25 тысяч испытаний в год.

В строительстве трубы приняли участие 160 предприятий 12-ти министерств и ведомств Советского Союза. Были использованы все имевшиеся на тот момент знания и технологии, что позволило сделать установку в некотором роде уникальной. Так, впервые в мировой практике была реализована схема четырехсторонней многосекционной регулируемой перфорации стенок рабочей части. Для обеспечения до-, транс- и сверхзвуковых скоростей в Т-128 используется регулируемое сопло и рабочая часть с перфорированными или щелевыми стенками. Были спроектированы пять сменных рабочих частей трубы, что позволило расширить экспериментальные возможности и увеличить производительность установки.

Подбирая размер перфорации, можно погасить отражение от стенок волн сжатия и разрежения, возникающих при обтекании модели при сверхзвуковых скоростях потока. Программное управление перфорацией совместно с разработанными методиками испытаний позволяют практически исключить влияние границ потока на аэродинамические характеристики испытываемых моделей. Благодаря этому условия трубных испытаний приближены к условиям полета в неограниченном пространстве — то есть, в небе.

И по сей день эта труба — единственная в мире с регулированной перфорацией стенок рабочей части. Среди других ее особенностей — система автоотсоса, регулируемое сопло и мощность привода 100 мегаватт. Первый пуск компрессорной установки — «сердца» Т-128 — состоялся в декабре 1982 года, а официальной датой рождения аэродинамической трубы считается 1983 год.

— Проводилась ли с тех пор модернизация трубы?

— Да, в рамках государственных проектов. В рамках развития экспериментальной базы ЦАГИ модернизация идет уже несколько лет. Производится замена секций воздухоохладительной системы, был также запущен проект по замене электродвигателей. Несмотря на возраст, Т-128 на сегодняшний день остается самой современной трансзвуковой установкой классического типа.

— Достаточно ли научно-технического потенциала Т-128 для покрытия всех современных задач в ее диапазоне скоростей?

— Еще не было задачи, с которой бы мы не справились. При этом мы работаем во всех областях техники: испытываем гражданские и военные самолеты, ракеты и воздушно-космическую технику. В трубе можно испытывать модели длиной до 3 метров и размахом крыла до 2,2 метров при числах Маха от 0,15 до 1,7. Длина ее рабочей части — 12 м, а поперечное сечение — 2,75 на 2,75 м.

Важный показатель совершенства аэродинамической установки — величина достигаемых чисел Рейнольдса, которые свидетельствует, насколько полное моделирование может обеспечить труба. Со значениями вплоть до 20 млн Т-128 опережает основных конкурентов. По мнению наших зарубежных заказчиков, проводивших исследования в различных трубах, качество результатов в нашей трубе — высочайшее в мире.

— В каких международных научно-исследовательских проектах вы участвуете?

Мы сотрудничаем с научно-исследовательскими центрами и конструкторскими бюро Германии, Великобритании, Бразилии, США, Франции, Японии и других стран. Среди зарубежных заказчиков практически все лидеры индустрии — Airbus, Boeing, Embraer, Японская авиастроительная корпорация, Китайский центр аэродинамических исследований, Индийское авиационное агентство и многие другие.

Сейчас мы принимаем участие в разработке российско-китайского широкофюзеляжного дальнемагистрального самолета CR929, который совместно создают ПАО «Объединенная авиастроительная корпорация» и «Китайская корпорация гражданского авиастроения». Недавно завершился очередной этап экспериментов в нашей Т-128, до этого аналогичные исследования прошли в ЕС и КНР. Для нас это уникальная возможность сопоставить результаты испытаний одной и той же модели в аэродинамических трубах нескольких стран.

Но, конечно, львиная доля испытаний была проведена для российских заказчиков, включая модели специзделий. Из отечественных моделей в Т-128 проходили испытания такие пассажирские самолеты, как МС-21, «Сухой» SuperJet SSJ100, Ту-334, Ту-324, Ту-204, Ил-96, а также военных Су-27, МиГ-29 и самолета пятого поколения Су-57.

— Какова главная цель вашей работы?

Испытания можно разделить на 2 составляющие: создание научно-технического задела (работа на перспективу) и испытания моделей разрабатываемых летательных аппаратов. Ключевая задача испытаний в трубах — обеспечение безопасности полета. По результатам проверки в трубе определяются допустимые диапазоны полета по углам атаки, скольжения, скорости и разрабатывается система управления самолетом, не позволяющая превысить допустимые значения. Кроме того, в аэродинамических трубах измеряют нагрузки на элементы модели летательного аппарата, которые закладывают в расчет на прочность конструкции. Результаты испытаний являются одной из составляющих материалов, на основании которых ЦАГИ дает разрешение на первый вылет летательного аппарата.

Кстати, подписаться на сообщество «Сделано у нас» на Пикабу можно тут, а телеграм проекта здесь