На границе двух стихий
Гидродинамика
Исследование проблем гидродинамики — одно из основных направлений деятельности ЦАГИ. Скорость, эффективность, безопасность — вот главные качества, присущие аппаратам, разрабатываемым в институте.
Основа экспериментальной базы гидродинамики — 202-метровый гидроканал ЦАГИ. Буксировка моделей со скоростью до 15 м/с над поверхностью воды, по ее поверхности и в водной толще позволяет с высокой точностью определять их аэродинамические, гидродинамические и мореходные характеристики. Введенный в эксплуатацию 88 лет назад, в 1930 году, канал до сих пор остается одной из самых востребованных экспериментальных установок института.
Благодаря исследованиям в гидроканале ЦАГИ были созданы самый массовый отечественный гидросамолет времен Великой Отечественной войны МБР-2 конструкции Г. М. Бериева, глиссирующий торпедный катер АНТ-5 конструкции А. Н. Туполева, составивший основу отечественного скоростного торпедного флота в годы войны, первые отечественные суда на подводных крыльях, первая в мире серийная реактивная летающая лодка Бе-10. Исследования 1970–1980 годов позволили построить самолет-амфибию А-40 «Альбатрос» (разработчик — Таганрогский научно-технический комплекс им. Г. М. Бериева), который попал в Книгу рекордов Гиннесса, установив уникальное количество мировых рекордов — 148, и послужил прототипом самого эффективного в мире противопожарного самолета Бе-200. Без исследований в гидроканале было бы невозможно создание серии не имеющих аналогов в мире отечественных кораблей-экранопланов КМ, «Лунь», «Орленок», «Волга-2».
Важное место в исследованиях гидродинамиков ЦАГИ занимает изучение способов обеспечения безопасного аварийного приводнения объектов авиационно-космической техники. Заключение ЦАГИ о возможности аварийной посадки на воду получают все отечественные пассажирские самолеты. ЦАГИ исследовал посадку на воду отечественного космического челнока «Буран» и спускаемых космических аппаратов. Современные вертолеты последних поколений, включая Ми-38, «Ансат» и др., получили рекомендации ЦАГИ по размерам и компоновке систем аварийного приводнения.
Для оценки динамики аварийного приводнения в исследованиях также используется плавающая катапульта, позволяющая моделировать процессы приводнения и определять критические нагрузки на элементы конструкции. Катапультируемая модель может иметь размах крыла до 4 м, массу до 100 кг и скорость приводнения до 30 м/с.
Скоростной гидростенд ЦАГИ, буксировочная каретка которого разгоняется до скорости 50 м/с, дает прекрасные возможности для исследований в необращенном движении таких сложных явлений, как отрыв потока от тел скругленной формы, возникновение явлений кавитации и прорыва атмосферного воздуха к движущимся под водой с высокими скоростями объектам, например подводным крыльям или элементам системы управления, для моделирования распространения жидкокапельных смесей в спутном следе крыла противопожарного или сельскохозяйственного самолета.
Достижения ЦАГИ в области гидродинамики являются существенным вкладом в развитие отечественной фундаментальной и прикладной механики.