Лаборатория № 1 Физического и численного моделирования аэродинамики, динамики полета и прочности вертолета

Научные результаты:

1. Созданы комплекс измерительных и расчетных средств, методики проведения эксперимента и математического моделирования в области исследования аэродинамики и аэроакустики вертолета, база данных результатов экспериментального и численного моделирования.
2. Создан банк данных конструктивных элементов компоновки фюзеляжа вертолета с целью оценки их влияния на аэродинамику вертолета и верификации численных методов моделирования.
3. Разработаны компоновочные решения ряда серийно производимых самолетов легкого класса и беспилотных летательных аппаратов.
4. С использованием генетического алгоритма разработана методика оптимизации фюзеляжа вертолета в целях уменьшения аэродинамического сопротивления.
5. Разработана методика исследования влияния формы концевой части лопасти на аэроакустические характеристики несущего винта вертолета в ближнем и дальнем поле.
6. Разработана методика определения распределенной нагрузки по поверхности диска активного несущего винта для режима горизонтального полета.
7. Предложена модификация критерия для определения положения ядра концевого вихря с использованием результатов численного и физического моделирования.

Внедрение результатов исследования:

• Для холдинга «Вертолёты России» проведен анализ современного состояния и перспектив развития конструктивных элементов компоновки вертолета и бортового радиоэлектронного оборудования.
• Предложены проектные решения для оптимизации формы фюзеляжа вертолета «Ансат» (АО «Вертолеты России») в целях улучшения летно-технических и экономических показателей вертолета.
• В сотрудничестве с Центральным аэрогидродинамическим институтом имени профессора Н.Е. Жуковского проведены исследования по изменению формы грузового отсека вертолета типа МИ-8 в целях улучшения аэродинамических характеристик вертолета. Проведены исследования по изучению аэродинамических характеристик вертикально взлетающего аппарата типа конвертоплан.

Образование и переподготовка кадров:

• В КНИТУ-КАИ разработаны и читаются лекции по дисциплинам «Математическое моделирование и вычислительные методы в аэромеханике», «Численные методы решения задач в аэродинамике», «Конструкция вертолетов», «Конструирование агрегатов вертолета».
• Изданы методические пособия: «Аэрогидродинамика»: учебное пособие/А.Н. Кусюмов, А.В. Иванов, Е.В. Романова. – Казань: Изд-во Казан. гос. техн. ун-та, 2013. 160 с.; «Расчет поляры однопанельного крыла с механизацией»: учебно-методическое пособие по курсу «Аэродинамика»/ А.Н. Кусюмов, С.А. Кусюмов, С.А. Михайлов, Е.В. Романова. – Казань: Изд-во КНИТУ-КАИ, 2022. – 52 с.
• Издана монография: Лигай, В.А.; Михайлов, С.А.; Кусюмов, А.Н. «Анализ современного уровня мирового развития вертолетной техники»: Монография. Издательство: Казань: КНИТУ-КАИ, 2017. – 704 с.
• 4 молодых исследователя прошли стажировку в университете Ливерпуля (Великобритания).
• Подготовлены и защищены 3 диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук.
• Проведены международные научные конференции «Новые технологии, материалы и оборудование российской авиакосмической отрасли» (8–10 августа 2018 г.), «Проблемы моделирования и динамики сложных междисциплинарных систем»; темати­ческая сессия «Современные фундаментальные и прикладные проблемы механики: Методы, модели, приложения в авиации и космонавтике» (2017 г.); XI Международная Четаевская конференция «Аналитическая механика, устойчивость и управление» (2017 г.); Международная молодежная научная конференция «XXIII ТУПОЛЕВСКИЕ ЧТЕНИЯ (школа молодых ученых)» (8-10 ноября 2017 г.); Международная научно-практическая конференция «Проблемы и перспективы развития авиации, наземного транспорта и энергетики» (2015 г.).

Сотрудничество:

• Нанкинский университет (Китай): создана совместная лаборатория для исследований аэродимики вертолета, проведен Российско-Китайский вертолетный форум.
• Федеральный исследовательский центр Институт прикладной математики им. М.В. Келдыша Российской академии наук (Россия): подписано соглашение о сотрудничестве.