engineering_ru | AIRBUS, взгляд в будущее

Оригинал взят у

Если взглянуть на современный самолеты отвлеченным взором, то может показаться, что нынешняя инженерная мысль находится в легком ступоре. Почти каждый год в воздух поднимаются новые модели пассажирских лайнеров, и что? Все они похожи, как две капли воды – двухдвигательные низкопланы, нормальной аэродинамической схемы. Означает ли это, что все интересное в авиации уже придумали? В корпорации AIRBUS далеки от такого мнения. Более того, уже сейчас дают нам возможность заглянуть в завтрашний день, и представить, как будут выглядеть самолеты будущего. А кое что, из этого будущего можно потрогать собственными руками уже сейчас.

Фюзеляж.

Современные технологии в принципе уже позволяют построить фюзеляж, любого размера и формы. Вот чем реально озабочены инженеры, так это его весом. Современные металлические сплавы, конечно же хороши, но радикально проблему не решают, а потому ставка сделана на композит, а вернее Carbon-fiber-reinforced polymer, он же CFRP. Легкий, прочный, технологичный, имея такие качества, композит стремиться полностью вытеснить металл из самолета, и пока конкуренцию держат только титановые сплавы. В новейшем А350 доля композитов уже перевалила за половину и составила 53%.

А вот почему панели панели называют "черными", хотя самолеты белые. Фрагмент фюзеляжа А350

Тут мы как бы должны плавно отойти от темы фюзеляжа и перейти к крыльям, ибо у уже строящихся самолетов крылья тоже не совсем металлические. На фото - торец закрылков А380. Предкрылки, кстати, тоже композитные, и элероны тоже, и интерцепторы.

При условии, что размах плоскостей у этого гиганта превышает длину футбольного поля, а вес пустого крыла – 40 тонн, можно представить сколько избыточного веса удалось ликвидировать.

Крылья.

Использование современных материалов делает крыло не просто легче и прочнее, композиты развязывают руки специалистам по аэродинамике, позволяя создавать крылья просто фантастической аэродинамической и геометрической крутки и большего удлинения. Это хорошо видно на А350 – где заканчивается крыло, а где начинается шарклет понять практически невозможно.

Но пожалуй самым видимым отличием самолетов будущего, по замыслам инженеров AIRBUS будет отсутствие киля и заднего горизонтального оперения. Вместо него планируется устанавливать два аэродинамических элемента, которые и плоскостями то назвать язык не поворачивается. Это даже не V-образное, а U-образное оперение.

Вторым положительным свойством композитов является возможность создания очень гладких поверхностей. Абсолютно гладкое крыло лучше работает, а значит его можно сделать меньше и соответственно – легче.

Двигатели.

Винтовентиляторный открытого типа, именно такая концепция обкатывается сейчас в AIRBUS, в качестве перспективной. Тут ни каких америк инженеры не открыли, преимущества именно такой схемы (экономичность и малошумность) хорошо известны. Интерес вызывают два момента - во первых, на них планирую установить толкающие, а не тянущие винты, а во вторых, убрать двигатели с крыльев и поместить в хвост самолета. Да, фюзеляж будет утяжелен, но зато крылья будут работать более эффективно, а значит их можно сделать меньше и легче. Значительно повышается звуковой комфорт, а значит можно подсэкономить на звукоизоляции. И в третьих – плоскость винтов вынесена за габариты пассажирского салона, а значит можно не устанавливать защитные кожухи, а это опять же вес.

Топливо.

До свиданья керосин. Этот горючий углеводород может скоро уйти в историю, впрочем, как и вся турбовинтовая и турбореактивная авиация. Ему на смену придут водород, электродвигатели и топливные элементы. И объясняется это не только заботой об окружающей среде. Все опять упирается в вес и КПД. Если выкинуть из самолета километры всяких топливопроводов и десятки насосов и клапанов, постоянно гоняющих керосин из бака в бак, а потом еще и в двигатели, а потом еще заменим здоровенные турбины, на соответствующей мощности электродвигатель, то получим экономию в весе, измеряемую тоннами. Приплюсуйте к этому КПД топливных элементов, доходящий до 80%, и тогда вам станет ясно, почему за эту технологию так плотно взялись инженеры AIRBUS.

Так что же нас ждет в ближайшем будущем? В ответ инженеры AIBUS пожимают плечами. Ведутся испытания, продувки моделей, расчеты и снова испытания. Только найденный оптимальный вариант из десятков и сотен, получит шанс для воплощения в реальности.

Спасибо за внимание.

Flat | Top-Level Comments Only

From:

drvit.livejournal.com

ещё бы про вопрос утилизации этих композитов хоть кто-нибудь вспомнил... сейчас их относительно мало, а когда станут использоваться широко, проблема утилизации этого весьма неэкологичного материала встанет острее
и, как видно из этого сообщения, в ближайшие лет 50-100 о полётах быстрее 800 км/ч можно и не мечтать

Edited Date: 2013-12-03 05:24 pm (UTC)

From:

zzaharr.livejournal.com

Вот, кстати, хороший вопрос. Тут один случай вспомнился, к другу обратились другие знакомые из одного научно-исследовательского центра с просьбой распилить на его лазерном резаке одну свою композитную хрень (хотя у самих два мощных станка стоят). Так вот положили эту деталь на разделочный стол, нажали кнопку "вкл", дымище, искры во все стороны! Достают, а она ссука, даже не нагрелась!