ИСТИНА

Решение фундаментальных проблем сверх- и гиперзвуковой аэродинамики, связанных с построением пространственных оптимальных и близких к ним тел различного назначения и комплексные теоретические и экспериментальные исследования их обтекания и аэродинамических характеристик. Экспериментальное и численное исследование фундаментальных проблем термогазодинамики, связанных с выявлением механизмов переноса импульса и энергии в пристенных до- и сверхзвуковых газовых течениях при комплексном воздействии различных факторов, поиск путей повышения эффективности энергоустановок и теплообменного оборудования при использовании транспирационных и диссипативных процессов и сверхскоростных распределительных механизмов. Создание и совершенствование систем снижения донного сопротивления летательных аппаратов различного назначения. Влияния тепломассоподвода и горения в окрестности донного среза и в донной области на снижение аэродинамического сопротивления ЛА. Экспериментальное изучение конструктивных схем донных тепловых генераторов, оснащенных гетерогенными, безгазовыми пиротехническими составами, высокоэнергетическими композитами нового поколения.

The solution of fundamental problems of super- and hypersonic aerodynamics, related to the construction of optimal spatial and similar bodies for various purposes and complex theoretical and experimental studies of flow and aerodynamics parameters. Experimental and numerical study of the fundamental problems of Thermogasdynamics related to the identification of mechanisms of momentum and energy transfer in the near-wall sub- and supersonic gas flows of the combined action of various factors, search for ways to improve the efficiency of power plants and heat-exchange equipment using the transpiration and dissipative processes and also high-speed switching mechanisms. Creation and improvement of the systems reducing the resistance of the bottom of aircraft for various purposes. Investigation of the effect of heatmass feeding and burning near the base section and the bottom region of the aircraft to reduce aerodynamic drag. Experimental study of the design schemes of bottom heat generators equipped with heterogeneous gas-free pyrotechnic compositions, high-energy new generation composites.

Аналитическое и численное решение задач оптимизации пространственных тел в рамках различных моделей, разработанных авторами проекта. Поиск формы тел минимального сопротивления, в том числе вращающихся в гиперзвуковом потоке, волнолетов максимального аэродинамического качества при различных наборах изопериметрических условий, в том числе треугольных в плане крыльев с центральным телом и пр. Создание алгоритмов и программ расчета сверх- и гиперзвукового обтекания конических тел и крыльев вязким газом с целью изучения аэродинамических нагрузок, режимов обтекания, ударно-волновых структур, топологии конических течений без плоскостей симметрии и теплопередачи в условиях существования особых режимов течения в ударном слое, а также определения диапазона параметров, где могут быть использованы более простые подходы в рамках модели идеального газа. Экспериментальное исследование обтекания конических тел и крыльев в широком диапазоне изменения определяющих параметров с целью установления типов, природы и границ существования различных режимов обтекания и их структурных особенностей, обусловленных, в частности, «нелокальным» влиянием развитого отрыва турбулентного пограничного слоя под действием внутренних ударных волн в сжатом слое. С использованием результатов комплексных экспериментальных и теоретических исследований создание экономичных моделей расчета нагрузок, в том числе нормальной силы, на пространственные тела, близкие к оптимальным по сопротивлению, при сверх- и гиперзвуковых скоростях. В широком диапазоне изменения определяющих параметров экспериментальное моделирование и изучение влияния вязкого взаимодействия и отрыва пограничного слоя на режимы обтекания пространственных тел и крыльев, а также определение причин, порождающих нестационарные режимы обтекания, и создание полуэмпирических моделей для их прогнозирования. Экспериментальное исследование влияния параметров формы циклически-симметричных тел на их сопротивление при гиперзвуковых скоростях полета, а также структуры потока в ударном слое на донное течение и донное сопротивление. Установление основных закономерностей донного сопротивления и их связи с построенными ранее авторами проекта полуэмпирическими моделями расчета. Будут получены результаты экспериментального исследования течения сверхзвукового воздушно-капельного потока на плоской стенке. Будет получено распределение адиабатной температуры стенки и коэффициента восстановления температуры по длине модели в зависимости от начальных и режимных параметров сверхзвукового потока (числа Маха, относительной концентрации капель в потоке и температуры воды). Будут получены результаты численного моделирования процесса реламинаризациии турбулентных потоков в плоских и круглых конфузорах и в каналах постоянного сечения с заданными профилями скорости и характеристиками турбулентности на входе. Будет показано влияние отрицательного продольного градиента давления на характеристики течения и теплообмена, проведено сравнение результатов расчета с экспериментальными данными по теплообмену и определены условия и предельные значения числа Рейнольдса, при которых в рассматриваемых каналах происходит полная реламинаризация турбулентного течения.

Реализация темы предполагает широкое использование численных методов для решения пространственных задач внешней и внутренней аэродинамики в рамках моделей идеального и вязкого газа, применение различных современных экспериментальных методик, в частности специальной лазерной диагностики структуры закрытых сверхзвуковых пространственных течений газа, а также автоматизированных управляющих, измерительно-регистрирующих систем и компьютерной обработки экспериментальных данных. Арсенал теоретических и экспериментальных методов и подходов, которыми располагают исполнители темы, не только не уступает мировому уровню, но и по многим направлениям значительно опережает зарубежные исследования как в постановке задач в области сверх - и гиперзвуковой аэродинамики оптимальных пространственных тел и их анализе, так и по достигнутым результатам, обеспеченным комплексным теоретико-экспериментальным подходом к решению поставленных задач. Научным коллективом реализованы и успешно применяются методики использования современных средств термометрии (тепловизор) для определения термических параметров взаимодействия (адиабатной температуры стенки, коэффициента теплоотдачи) между сверхзвуковым газовым потоком и обтекаемой поверхностью при проведении экспериментального исследования на аэродинамических трубах. Накоплен большой опыт по экспериментальному определению параметров взаимодействия (коэффициентов трения, теплообмена, восстановления температуры) поверхностей сложной формы со сверхзвуковым газовым потоком, по исследованию метода газодинамического энергоразделения сверхзвуковых потоков, по влиянию ударных волн и отрывных течений на параметры теплообмена в сжимаемом газе. Создан экспериментальный стенд, оборудованный тепловизором, инфракрасными и оптическими иллюминаторами, термопарами с термокомпенсацией, системами автоматизации эксперимента National Instruments.