Главная » Статьи » Китайцы предложили сделать гиперзвуковой самолет бипланом

Китайцы предложили сделать гиперзвуковой самолет бипланом

Модель гиперзвукового биплана (слева) и контрольная модель моноплана для расчетов аэродинамических качеств летательных аппаратов

Kai Cui et al. / Science China, 2018

Группа китайских исследователей во главе с Цуй Каем предложила использовать схему биплана при разработке гиперзвукового пассажирского самолета. Исследование китайских разработчиков опубликовано в журнале Science China. Исследователи пришли к выводу, что схема биплана позволит существенно уменьшить лобовое сопротивление самолета при сохранении большого внутреннего объема.

Бипланом называют самолет, имеющий два крыла, одно из которых расположено над другим. Схема биплана была одной из первых, использовавшихся на заре авиации. Такая схема позволяет сделать каждое из крыльев с меньшим размахом, при этом несколько улучшив маневренность самолета и сохранив величину подъемной силы, образующейся на его планере.

По мере развития авиации от бипланов (и самолетов с большим количеством крыльев в принципе) конструкторы отказались. Дело в том, что такие самолеты имеют большее сопротивление, чем монопланы. Кроме того, в полете обнаруживается взаимное влияние крыльев на аэродинамические характеристики друг друга, что ухудшает аэродинамическое качество самолета в целом.

В своем исследовании китайские специалисты пришли к выводу, что при полете на гиперзвуковой скорости (быстрее пяти чисел Маха, или 6,2 тысячи километров в час) биплан покажет лучшие аэродинамические характеристики, чем моноплан. Исследователи предложили конструкцию самолета с нижним большим крылом и верхним малым. Оба крыла должны иметь небольшой размах.

В гиперзвуковом полете на нижем крыле будут образовываться ударные волны — скачкообразное повышение давления, плотности, температуры и скорости воздушного потока. Предполагается, что верхнее крыло будет опираться на ударную волну, благодаря чему на нем будет образовываться большая по величине подъемная сила. Благодаря этому самолет будет расходовать меньше топлива в полете.

Исследователи провели компьютерное моделирование гиперзвукового полета модели самолета. Модель была выполнена длиной 500 миллиметров, высотой 300 миллиметров и с размахом нижнего крыла 131 миллиметр. Расчеты проводились для полета модели на скоростях в пять, шесть и семь чисел Маха с углами атаки от минус двух до 12 градусов. Исследователи также провели моделирование для аналогичного по размерам моноплана.

В результате моделирования аэродинамическое качество моноплана составило 4,16 при полете на скорости пять чисел Маха, 4,09 — на скорости шесть чисел Маха и 4,01 — на скорости семь чисел Маха. При моделировании полета биплана на гиперзвуковой скорости рассчитанное аэродинамическое качество аппарата составило 4,99, 4,94 и 4,83 соответственно.

В июле прошлого года Центральный аэрогидродинамический институт имени Жуковского представил модель гиперзвукового пассажирского самолета HEXAFLY-INT. Исследования ведутся в рамках совместного с Евросоюзом и Австралией проекта, конечной целью которого является испытание демонстратора на гиперзвуковой скорости.

Представленная институтом модель гиперзвукового пассажирского самолета предназначена для проведения исследований в аэродинамической трубе. В первую очередь она должна помочь в определении оптимального соотношения между внутренним полезным объемом летательного аппарата и сечением воздухозаборника гиперзвукового прямоточного воздушно-реактивного двигателя.

Аппарат выполняется по схеме несущего корпуса, при которой в полете значительная часть подъемной силы образуется на широком фюзеляже. Модель также оснащена коротким крылом большой стреловидности и двумя килями. В рамках проекта планируется создать демонстратор технологий длиной около трех метров.

Василий Сычёв