| 1. | Наименование проекта | Исследование механизмов компенсации ветровых возмущений на основе индивидуального управления лопастями несущего винта, с целью расширения эксплуатационных возможностей вертолета в условиях ветрового режима Арктической зоны |
|---|---|---|
| 2. | Регистрационный номер ЦИТИС: | 124110200040-7 |
| 3. | Исполнитель | Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет) |
| 4. | Ведомственная принадлежность | Минобрнауки России - образование |
| 5. | Заказчик | РНФ |
| 6. | Вид финансирования | грант |
| 7. | Вид НИОКТР | Фундаментальная НИР |
| 8. | Приоритетное направление (основное), согласно Указу Президента Российской Федерации от 7 июля 2011 года № 899 | Транспортные и космические системы |
| 9. | Приоритетное направление (дополнительное), согласно Указу Президента Российской Федерации от 7 июля 2011 года № 899 | Нет данных |
| 10. | Критическая технология (основная), согласно Указу Президента Российской Федерации от 7 июля 2011 года № 899 | Технологии создания ракетно-космической и транспортной техники нового поколения |
| 11. | Критическая технология (дополнительная), согласно Указу Президента Российской Федерации от 7 июля 2011 года № 899 | Нет данных |
| 12. | Приоритет Стратегии НТР России, согласно Указу Президента Российской Федерации от 28 февраля 2024 г. № 145 | Переход к передовым технологиям проектирования и создания высокотехнологичной продукции, основанным на применении интеллектуальных производственных решений, роботизированных и высокопроизводительных вычислительных систем, новых материалов и химических соединений, результатов обработки больших объемов данных, технологий машинного обучения и искусственного интеллекта |
| 13. | Приоритетное направление научно-технологического развития РФ, согласно Указу Президента Российской Федерации от 18 июня 2024 года № 529 | |
| 14. | Важнейшая наукоемкая технология (основная), согласно Указу Президента Российской Федерации от 18 июня 2024 года № 529 | |
| 15. | Важнейшая наукоемкая технология (дополнительная), согласно Указу Президента Российской Федерации от 18 июня 2024 года № 529 | |
| 16. | Общее тематическое направление | Перспективные виды материалов, специальной техники и техники особого назначения |
| 17. | Приоритетное арктическое направление (основное) | Арктическая инфраструктура |
| 18. | Приоритетное арктическое направление (дополнительное) | Нет |
| 19. | Аннотация | Важной проблемой при эксплуатации вертолетов является необходимость работы несущего винта в условиях ветрового воздействия, приводящего к значительному росту уровня вибраций в полете, и аэроупругой неустойчивости на земле при раскрутке несущего винта. Данное обстоятельство негативно сказывается на прочностных характеристиках вертолета, функционировании бортового оборудования и снижает уровень комфорта пассажиров. Существующие вибрации не только снижают комфорт пилота и пассажиров, являются причиной роста стоимости эксплуатации и затрат на техобслуживание, но также ограничивают возможности применения вертолета в зонах с повышенной ветровой активностью. Сравнительно высокие вибрации присущи вертолету органически. Их причиной является ассиметричная аэродинамика несущего винта в поступательном полете, обусловленная тем, что наступающая лопасть обтекается суммой окружной и поступательной скоростей, а отступающая – их разностью. Преобладающая составляющая вибраций вертолета имеет так называемую лопастную частоту, равную произведению частоты вращения несущего винта на число лопастей. Для компенсации ветровых возмущений и снижения уровня вибраций уже длительное время разрабатываются различные методы активного управления винтом вертолета (управление лопастями несущего винта с помощью тяг (от автомата перекоса к лопасти) со встроенными в них электромеханическими или электрогидравлическими приводами; управление лопастями несущего винта с помощью активных закрылков, установленных на задней кромке лопасти; активная крутка лопасти). Одним из перспективных направлений борьбы с ветровыми возмущениями на земле и в полёте является применение на лопастях несущего винта органа управления- активных закрылков. Изучением этого метода занимаются специалисты всех крупных вертолётостроительных компаний мира, а также профильные научно- исследовательские институты. Такая концепция позволяет управлять отдельной лопастью во временной области с помощью любого входного управляющего сигнала, суммируемого с управляющими командами общего и циклических шагом, которые задаются с помощью автомата перекоса. Впервые в отечественной практике, в рамках настоящего проекта, будут созданы математические модели и законы оптимального индивидуального управления активными закрылками лопастей позволяющие компенсировать ветровые возмущения и приводящие к снижению уровня вибраций вертолета и повышению аэроупругой устойчивости лопастей, а также исследована их эффективность. В проекте будут рассмотрены основные эксплуатационные режимы вертолета - "раскрутка", "висение" и "горизонтальный полёт", и синтезированы оптимальные законы индивидуального управления. Научная новизна проекта заключается в создании взаимосвязанной системы методов моделирования движения лопастей несущего винта с активным закрылком, на упруго-демпфирующей опоре с учетом пространственного движения вертолета, и формирования оптимального индивидуального управления в целях компенсации ветровых возмущений, снижения уровня вибраций и повышения аэроупругой устойчивости лопастей. Научной новизной характеризуются также и результаты решения частных задач, а именно: выводом уравнений движения лопастей несущего винта, на упруго-демпфирующей опоре с учетом пространственного движения вертолета, при индивидуальном управлении лопастями; методики формирования оптимального индивидуального управления лопастями с активными закрылками на основе вариационных методов оптимального управления, нелинейного программирования и метода обратных задач динамики; законы оптимального индивидуального управления лопастями несущего винта с активным закрылком на режимах раскрутки несущего винта, висения и горизонтального полета вертолета. |
| 20. | Начало проекта | 05.08.2024 |
| 21. | Завершение проекта | 30.06.2026 |