Перспективы увеличения крейсерской скорости полета

Разработанные в последние годы магистральные пассажирские самолеты имеют крейсерские скорости полета 800^870 км/час. Расчетные числа Маха при проектировании аэродинамических компоновок составляют М = 0,78-т-0,82, а числа Маха» соответствующие минимальному расходу топлива при полете на’ максимальную дальность, составляют М=0,75-г0,79.

. Указанный выше диапазон скоростей крейсерскою полета отражает успехи в аэродинамическом проектировании сверхкритических профилей и крыльев в этой области чисел Маха.

Исследования сверхкритических крыльев, рассчитанных на более высокие числа Маха крейсерского полета, М = 0,85-^0,95, были относительно немногочисленными и носили до недавнего времени фундаментальный характер. Однако в настоящее время создан уже достаточный научный потенциал для практической разработки аэродинамических компоновок с высоким аэродинамическим качеством при числах М=0,85-^0,86.

Повышение числа Маха крейсерского полета и величины произведения К * М перспективно для дальних магистральных самолетов, поскольку дает заметный экономический эффект и сокращает время полета

Совместные разработки ЦАГИ и конструкторского бюро им. С. В.Ильюшина показали, что новое сверхкритическое крыло с относительными толщинами профилей консоли 10% и стреловидностью Ж = 35° по линии 1/4 хорд может иметь характеристики сопротивления лучше, чем стреловидное крыло X— 37, 5° самолета В-747 с относительной толщиной профилей консоли с =8% (Рис. 11.21). Сверхкритическое крыло с утолщенными профилями и меньшей стреловидностью имеет большее удлинение, чем крыло с тонкими профилями обычного вида, что обеспечивает прирост в аэродинамическом качестве компоновки. На рис. 11.22 показано сравнение формы в плане аэродинамической компоновки крыла Ил-96- М85,рассчитанной на высокие крейсерские числа Маха полета М = 0,85, с формой в плане крыльев самолетов Ил-86 и Ил-96-300. Приводятся значения произведения /Стах * М для перспективной компоновки в зависимости от числа Маха и сравнение с современными самолетами Ту-154, Ил-86, В-747, Ил-96-300. Налицо значительное (Л М=0,06) увеличение возможностей крейсерской скорости полета, а также дальности полета самолета с новым крылом по сравнению с исходным Ил-96-300.*

Сравнивая аналогичные зависимости произведения /Стах • М от числа Маха для самолетов семейства Эрбас Индастри(рис. 11.23), можно видеть значительный прогресс, в аэродинамическом совершенстве магистральных пассажирских самолетов.

%

Следует еще раз подчеркнуть важнейшую роль в аэро­динамическом проектировании методов вычислительной аэро­динамики. Разработанные методы численного решения прямых и обратных задач для сложных аэродинамических компоновок самолета и — его элементов при трансзвуковом обтекании позволили рассмотреть большое число различных вариантов и выбрать наилучшие из них. На рис. 11.24 в качестве иллюстрации показаны результаты расчета при числе М—0,85 двух вариантов крыла с различными профилями. Предельные линии тока на верхней поверхности крыла ясно указывают на более благоприятный безотрывный характер обтекания первого варианта крыла.

Рис.11.23. Сравнение величины Произведения Атах • М для различных аэродинамических компоновок В заключение отметим, что новые разработки крыльев ОКБ им. С. В.Ильющина и ЦАРИ показывают возможность наряду с повышением скорости крейсерского полета заметного улучшения топливной эффективности самолета Ил-96М при числах М=0,8-г — 0,82(рис. 11.25).