13. Исследование физических основ управления равновесными и неравновесными газовыми течениями

Общая цель проекта - разработка методов управления газодинамическими течениями с целью улучшения характеристик летательных аппаратов и воздушно-реактивных двигателей. Цель фундаментальных исследований в рамках проекта – изучение некоторых наиболее критичных, с точки зрения создания авиационной техники нового поколения, аэродинамических явлений. Прикладная цель исследований – разработка новых методов управления течениями на базе полученных знаний. Целью методических работ в рамках проекта является совершенствование методов аэрофизического эксперимента и численного моделирования в аэрогазодинамике. Работы по проекту будут вестись в нескольких направлениях, объединенных в блоки по признаку исследуемого физического явления. Общими для проекта будут являться экспериментальные установки, методики сбора и обработки экспериментальных данных, расчетные коды и методики численного моделирования. Будут выполнены фундаментальные исследования по применению электрических разрядов для управления и диагностики в до- и сверхзвуковых течениях. Применительно к проблеме создания сверхзвукового пассажирского самолета будет выполнено исследование причин, определяющих уровень звукового удара, и возможных способов его минимизации за счет аэродинамической интерференции и энергоподвода в поток. Будут выполнены расчетные и экспериментальные исследования поздних стадий ламинарно-турбулентного перехода в сжимаемых течениях с продольным градиентом давления. Для решения этой задачи будут разработаны методики и созданы термоанемометрические системы, предназначенные для распределенных измерений и исследования различных стадий ламинарно-турбулентного перехода. Для совершенствования методик испытаний в наземных аэродинамических установках будет проведено исследование особенностей термо-газодинамических параметров тракта высокоэнтальпийных импульсных аэродинамических труб. В качестве практического приложения результатов этого исследования планируется создание технических средств для повышения эксплуатационных характеристик импульсных установок Совершенствование, разработка и внедрение в практику эксперимента новых измерительных методик является одной из важных целей проекта. В этой части акцент будет сделан на развитии методик панорамных поверхностных измерений с помощью люминесцентных преобразователей давления и разработке современных подходов к восстановлению векторных полей, возникающих в задачах диагностики газовых потоков, с привлечением современных методов решения обратных задач и вычислительной томографии. Цель исследований фундаментальной проблемы организации горения в сверхзвуковом потоке состоит в организации управления нестационарными газодинамическими и физико-химическими процессами воспламенения и стабилизации горения водородных и углеводородных топлив (метана) в высокоскоростном воздушном потоке. Изучение этих процессов позволит определить и разработать методы управления в рамках фундаментального задела для последующего практического использования ожидаемых результатов при создании и усовершенствования технологий организации горения в высокоскоростном потоке. Цель фундаментального исследования влияния неравновесных процессов в веществе на газодинамическую структуру течения будет решаться на примере струйных течений. Будет выполнено исследование влияния колебательной неравновесности молекул многоатомных газов на газодинамическую структуру и устойчивость сверхзвуковых нерасчетных струй.