Российские авиастроители выводят на новый уровень собственные критически важные технологии. Какие прорывные научные исследования и разработки вышли на первый план? Об этом говорим с академиком Сергеем Чернышевым, вице-президентом РАН, научным руководителем Центрального аэрогидродинамического института им. проф. Н.Е. Жуковского.

Инновационные решения ложатся в основу таких проектов, как сверхзвуковой гражданский самолет

Сергей Леонидович, какие направления авиационной науки сегодня наиболее актуальны?

Сергей Чернышев: Среди важнейших, над которыми работают ученые РАН в тесном контакте с НИЦ "Институт имени Н.Е. Жуковского" и другими организациями авиационной отрасли, - исследования и разработка технологического базиса для создания нового семейства отечественных пассажирских самолетов МС-21, "Суперджет-100", Ил-114, "Байкал", "Ладога" и других. Это задачи высокой практической значимости.

Кроме того, широко развернуты исследования по формированию научно-технического задела на будущее для самолетов нетрадиционных конфигураций. Например, в виде летающего крыла, винтокрылых летательных аппаратов, в том числе для городской авиамобильности. И, конечно, это исследования и технологические разработки для сверхзвукового пассажирского самолета нового поколения. Работа на перспективу ведется в рамках крупных комплексных научно-технологических проектов и по программе научного центра мирового уровня "Сверхзвук". 

Исследования и технобазис для создания российских пассажирских МС-21, "Суперджет-100", Ил-114, "Байкал", "Ладога" - задачи высокой практической значимости

А какие научные области охвачены в проводимых исследованиях?

Сергей Чернышев: Это прежде всего современная аэродинамика с возможностью управления обтеканием для уменьшения сопротивления движению самолета в воздухе, высоконагруженная газодинамика современных турбореактивных двигателей с большой степенью двухконтурности. Это научный поиск в области прочности авиационных конструкций и новых материалов, динамики полета и систем управления, аэроакустики и авиационной экологии. Особое место занимает создание методов математического и экспериментального моделирования сложных явлений, возникающих при обтекании летательного аппарата, а также методов его многодисциплинарной оптимизации.

Академик Сергей Чернышев: Пассажирский сверхзвуковик должен быть оснащен высокоэффективными двигателями и всеми системами жизнеобеспечения.

Одна из самых захватывающих целей - возвращение пассажирского сверхзвука в нашу жизнь. Что для этого нужно сделать?

Сергей Чернышев: Мы должны решить три крупные задачи. Во-первых, обеспечить большую эффективность полета на сверхзвуковых скоростях - снизить расход топлива, для чего нужны хорошая аэродинамика, а также более легкая и прочная конструкция самолета. Во-вторых, обеспечить экологическую безопасность. Это значит, что шум при взлете и посадке, уровень эмиссии двигателя должны оставаться в рамках допустимых уровней, регулируемых ICAO. Должна быть решена и проблема звукового удара, по которому сегодня просто отсутствуют признанные всеми нормы. И третий аспект - регулирование полетов сверхзвуковых пассажирских самолетов в глобальной системе организации воздушного движения.

Это все необходимо, но недостаточно! Пассажирский сверхзвуковик должен быть оснащен высокоэффективными двигателями, обеспечивающими длительный крейсерский сверхзвуковой режим полета, всеми системами жизнеобеспечения, включая систему управления движением самолета с искусственным интеллектом, систему технического зрения и другие.

Суперджет-100 (SJ-100) в зале ресурсных испытаний ЦАГИ

В одном из интервью вы сказали, что механика - вечно молодая наука. Почему?

Сергей Чернышев: Ведь, к примеру, мы должны не только создать прочную металло-композитную силовую конструкцию, но и обеспечить мониторинг ее состояния на всех этапах жизненного цикла. Это лишь одна из задач современной механики, а таких задач можно назвать очень много. Новые материалы, использование искусственного интеллекта в задачах управления робототехническими системами, информационные технологии, в том числе переход на цифровые в проектировании, испытаниях и сертификации сложной техники и т.д.

Сегодня многие области науки переплетены между собой и дополняют друг друга. Возвращаясь к композитам: создание силовых конструкций из таких материалов ставит задачу их утилизации по завершении эксплуатации. Если металл можно переплавить, то композиты могут столетиями копиться на свалках. Поэтому встает вопрос создания прочных, но при этом биоразлагающихся композиционных материалов.

Над этой задачей работают вместе механики, материаловеды, химики и биологи. Веяние времени - наиболее впечатляющие результаты получаются именно на стыке наук! Таковы особенности современного этапа развития науки в машиностроительном секторе экономики. Хотя уверен, это справедливо и для других направлений человеческого знания.