NASA розповіло про випробування вентилятора для «втоплених» двигунів

Перші продувні випробування нового повітрозабірника і вентилятора для турбовентиляторних реактивних двигунів, які розраховані на всмоктування прикордонного шару, пройшли повністю успішно. Як пише Aviation Week з посиланням на представника NASA, загалом ці елементи пройшли 17 «продувок» в аеродинамічній трубі Дослідницького центру імені Гленна.

Новий вентилятор має змінені порівняно зі звичайними вентиляторами кут атаки і форму лопаток. Ці параметри були оптимізовані для роботи з повільним прикордонним шаром, що з'являється на корпусі літака під час польоту. Комп'ютерне моделювання за методом обчислювальної гідродинаміки, показало надійність конструкції вентилятора.

Продувочні випробування цього елемента, а також повітрозабірника, в якому він розміщений, покликані підтвердити або спростувати результати комп'ютерного моделювання. Перші продувні випробування показали, що вся конструкція працює стабільно і витримує змінні навантаження.

Справа в тому, що в точці повітрозабірника, ближній до фюзеляжу, навантаження на лопатки вентилятора знижується, оскільки воно занурюється в прикордонний шар. З протилежного ж боку прикордонного шару немає, але є зона набігаючого турбулентного потоку, в якій лопатки відчувають серйозні навантаження.

Для підвищення міцності конструкції лопаток інженери надали їм вигнуту форму, причому коренева частина цих елементів встановлена практично під прямим кутом до повітряного потоку. Крім того, інженери зменшили кут атаки лопаток зі стандартних для вентиляторів 27 градусів до 17 градусів. Ця зміна дозволила вентилятору ефективно втягувати прикордонний шар.

У продувних випробуваннях бере участь вентилятор діаметром 56 сантиметрів. Для його випробувань дослідникам довелося спорудити в аеродинамічній камері гладкий фальшпол, який імітував фюзеляж літака, що плавно переходить у кореневу частину. На вході повітрозабірника дослідники встановили кілька датчиків, які вимірювали товщину і швидкість прикордонного шару.

Перші продувні випробування повітрозабірника і вентилятора проводилися в стабільних умовах при швидкостях повітряного потоку від 0,55 до 0,78 числа Маха (679-963 кілометри на годину). При цьому частота обертання вентилятора становила від 70 до 100 відсотків від максимальної (абсолютні цифри не уточнюються).

Випробування повітрозабірник і вентилятор проектуються для «потопельних» двигунів пасажирського літака, проектованого NASA за схемою «змішаного крила». Такі двигуни будуть частково розміщені всередині фюзеляжу літака. Вважається, що таке розміщення дозволить знизити аеродинамічний опір літального апарату.

Як очікується, установка нового вентилятора на звичайний турбовентиляторний двигун, «втоплений» у фюзеляжі, дасть приріст паливній ефективності 4,5 відсотка. Надбавки ще в 3,5 процентних пункти розробники мають намір домогтися зміною конфігурації лопаток вентилятора.

У середині жовтня американська компанія Lockheed Martin почала формувати концепцію перспективного літака-заправника KC-Z. У ньому особливу увагу планується приділити малопомітності. Для її зниження компанія планує оснастити танкери «потопленими» у фюзеляж двигунами, повітрозабірники яких будуть прикриті від радарів гаргротом.