В МАИ разрабатывают комплексную защиту для двигателей региональных самолётов

Фото: Пресс-служба МАИ / Личный архив

– Современные региональные самолёты, оснащённые турбовентиляторными двигателями, расположенными на пилонах под крылом, показали высокую эффективность в условиях развитой аэродромной инфраструктуры. Однако при эксплуатации на неподготовленных площадках возникает серьёзная проблема: низкое расположение двигателей относительно земли делает их уязвимыми для попадания посторонних предметов. Это происходит из-за их захвата вихревыми течениями, образующимися перед воздухозаборниками двигателей, попадания предметов, отбрасываемых колёсами передней опоры шасси, а также захвата объектов газовоздушными потоками при использовании реверсивных устройств во время пробега самолёта, – отметил разработчик проекта, аспирант кафедры 101 «Проектирование и сертификация авиационной техники» МАИ Илья Ушаков.

Проект включает разработку новых защитных устройств и основан на современных методах математического моделирования, что позволяет максимально оптимизировать их параметры. При этом особое внимание уделяется минимизации влияния на существующие узлы, агрегаты и системы самолёта, чтобы объём доработок был незначительным, а затраты на внедрение — минимальными.

Первые значимые результаты в рамках проекта были представлены на престижной международной конференции ICASSE-2025 в Сингапуре. Учёные МАИ продемонстрировали математическую модель устройства, предназначенного для защиты двигателей от попадания посторонних предметов вследствие их заброса вихревым течением. Это устройство, направляя газовоздушный поток в зону вихреобразования, эффективно предотвращает формирование опасных вихрей. В рамках провёденных экспериментов цифровой двойник изделия доказал свою эффективность во всём диапазоне ожидаемых условий эксплуатации.

Разработанное устройство представляет из себя изделие трубчатого сечения с профилированными соплами и трубопроводами, подводящими газовоздушную смесь с необходимыми параметрами. Оно крепится к нижней части входной кромки воздухозаборника. Как отмечает эксперт МАИ, предполагается, что воздух для работы системы будет отбираться прямо из двигателя — от компрессора низкого давления (этот механизм также обеспечивает работу системы кондиционирования и других пневматических систем в самолёте). Далее, проходя через регулятор смеси, по специальным каналам потоки направляются в зону образования вихрей. В результате предотвращается стагнация газовоздушного потока и исключается его циркуляция.

По его словам, расчётный вариант такого устройства предполагает удаление крупиц размером до 1 мм. Именно они, разгоняясь до скоростей 200–300 м/с, становятся причиной повреждения или выхода из строя различных частей и механизмов силовой установки. 

– Инновационность нашей работы состоит в том, что, хотя схожие решения ранее применялись на некоторых военных воздушных судах, их адаптация для гражданских турбовентиляторных двигателей с высокой степенью двухконтурности и минимальной высотой расположения относительно земли требует принципиально нового подхода и глубокой переработки, – уточнил Илья Ушаков.

На данный момент работа над созданием математических моделей продолжается в рамках остальных явлений, приводящих к забросу в двигатель посторонних предметов. Исследования ведутся на кафедре 101 «Проектирование и сертификация авиационной техники» МАИ. Как отмечают разработчики, для обеспечения максимальной эффективности и практической применимости разработанных решений, к проекту активно привлекаются эксперты ведущих российских конструкторских бюро, осуществляющих конструкторское сопровождение эксплуатации региональных и магистральных самолётов.