Отчет о научно-исследовательских работах, Создание и развитие научных центров мирового уровня, выполняющих исследования и разработки по приоритетам научно-технологического развития в рамках федерального проекта "Развитие масштабных научных и научно-технологических проектов по приоритетным исследовательским направлениям" национального проекта "Наука и университеты" по теме: Результаты реализации программы научных исследований НЦМУ «Сверхзвук» за период 2020-2024 гг. (заключительный).

Цель программы создания и развития научного центра мирового уровня «Сверхзвук» (далее – НЦМУ «Сверхзвук») - достижение качественно новых летно-технических, экологических и акустических показателей сверхзвуковых пассажирских самолетов нового поколения за счет решения фундаментальных научно-технических проблем сверхзвукового полета. Федеральное автономное учреждение «Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н. Е. Жуковского» (далее - ЦАГИ) является инициатором создания и координатором НЦМУ «Сверхзвук». В период 2020-2024 гг. ЦАГИ проводились научные исследования по следующим направлениям: - «Аэродинамика и концептуальное проектирование сверхзвукового пассажирского самолета (далее – СПС) с низким звуковым ударом»; - «Аэроакустика и вибрации»; - «Прочность и интеллектуальные конструкции»; - «Искусственный интеллект и безопасность полетов». Актуальность и значимость научных исследований по направлению «Аэродинамика и концептуальное проектирование СПС с низким звуковым ударом» заключается в необходимости усовершенствования расчетных методов аэродинамики и решение обратных задач аэродинамики для эффективного формирования аэродинамической компоновки СПС, которая обладала бы оптимальным сочетанием минимально возможного звукового удара, низкого сопротивления и низкого шума за счет в том числе современных технологий интеграции планера. Актуальность и значимость научных исследований по направлению «Аэроакустика и вибрации» обусловлена упомянутым выше требованием для СПС удовлетворять нормам по шуму на местности. Другой важный аспект, определяющий коммерческую привлекательность СПС, связан с уровнями шума и вибраций в кабине и салоне СПС. Создание решений и технологий, обеспечивающих на режимах сверхзвукового полета уровни шума и вибрации, приемлемые для пассажиров, позволит усилить конкурентоспособность отечественных СПС по сравнению с зарубежными аналогами. Исследование отклика и вибраций конструкций необходимо для правильного учета воздействия звукового удара на здания и сооружения при обновлении стандартов по импульсным шумам в зоне жилой застройки. Актуальность и значимость научных исследований по направлению «Прочность и интеллектуальные конструкции» определяется качественно новыми требованиями, предъявляемыми к материалам и системам контроля текущего состояния элементов конструкции при создании СПС. Широкий спектр интенсивных внешних воздействий (ударных, тепловых и климатических) на элементы конструкции СПС требует создания новых микромеханических моделей деформирования и разрушения конструкционных материалов, современных методик моделирования механических, тепловых, ударных, климатических испытаний, новых подходов к разработке виртуальных прототипов и топологическому конструированию элементов конструкций, включая методы про-бионического дизайна. Одновременно с этим для обеспечения требований безопасности и экономической эффективности СПС остро стоит вопрос перехода к новым металло-композиционным конструкциям, функционально-градиентным и smart-материалам и их совмещения с системами интеллектуального мониторинга и встроенными элементами контроля и изменения геометрии конструкции для управления динамическими процессами. Актуальность и значимость научных исследований по направлению «Искусственный интеллект и безопасность полетов» определяется тем, что важнейшей задачей при создании авиационной техники гражданского назначения является обеспечение необходимого уровня безопасности полета путем создания высоконадежных систем управления, средств человеко-машинного интерфейса, позволяющих многократно снизить влияние человеческого фактора, приводящего к летным происшествиям (согласно мировой статистике по этой причине в гражданской авиации происходит до 70% катастроф). Также актуальность и значимость научных исследований по этому направлению определяется современной тенденцией к повышению автоматизации и интеллектуализации управления как самого самолета, так и воздушного движения, что особенно важно для СПС вследствие больших скоростей и эшелонов полета и требований к уровню звукового удара. В данном отчете представлены результаты работы ФАУ «ЦАГИ» по указанным направлениям за период 2020 – 2024гг. с отдельным разделом за 2024 год.