Центральный аэрогидродинамический институт (ЦАГИ).
занимательные факты по физике

Центральный аэрогидродинамический институт (ЦАГИ).

г. Москва, Восточный округ.АНО ОО "Русская Международная Школа" .                                 (Ловцова Анжелика Фёдоровна-учитель физики и астрономии).

1 декабря 1918 г. по решению ВСНХ (Высший Совет народного хозяйства) в г. Москве создан Центральный аэрогидродинамический институт (ЦАГИ). Первым руководителем ЦАГИ стал Н.Е. Жуковский, чье имя институт носит в настоящее время. В работах ЦАГИ были заложены теоретические и практические основы различных авиационных дисциплин.

Основатель ЦАГИ — профессор Императорского технического училища и Московского государственного университета Николай Егорович Жуковский — обладал очень глубокими познаниями в высшей математике и инженерных науках. Неудивительно, что вокруг этого человека сплотился коллектив студентов, одержимых идеей практического воздухоплавания. Его теоретические работы в области авиации, практический опыт создания аэродинамических труб в МГУ, ИМТУ и Кучино и проводившиеся в этих лабораториях исследования послужили фундаментом для развития авиационной науки в России.

Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского — один из крупнейших в мире центров авиационной науки. Впервые в мировой практике институт объединил фундаментальный научный поиск, прикладные исследования, конструкторские разработки, производство и испытания опытных летательных аппаратов.

В ЦАГИ разрабатываются концепции перспективных летательных аппаратов, новые аэродинамические компоновки самолетов и вертолетов, конструктивно-силовые схемы, критерии оценки устойчивости и управляемости летательных аппаратов, стандарты в области прочности, теория флаттера, проводятся фундаментальные и прикладные теоретические и экспериментальные исследования в области авиационной, ракетной и космической техники.

Институт оснащен уникальной экспериментальной базой, способной в наземных условиях моделировать полет летательных аппаратов при скоростях от 10 м/с до значений, соответствующих М=25.

В течение последних лет в ЦАГИ достигнуты весомые результаты в решении проблем аэродинамики, динамики полета и систем управления, а также статической прочности, ресурса и надежности летательных аппаратов.

ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЦАГИ:

Аэродинамика самолетов, вертолетов, ракет и других летательных аппаратов

Аэродинамика силовых установок летательных аппаратов

Динамика полета и системы управления летательными аппаратами

Анализ устойчивости и управляемости летательных аппаратов

Разработка активных систем снижения нагрузок на конструкцию летательных аппаратов, повышение безопасности полета и улучшение информационного обеспечения пилота

Разработка пилотажных стендов для отработки динамики полета, исследования взлетно-посадочных режимов и маневрирования самолетов и вертолетов

Прочность авиационных конструкций и конструктивно-силовые схемы летательных аппаратов

Усталость и живучесть конструкций, статическая и тепловая прочность изделий

Обеспечение заданного ресурса проектируемых самолетов и безопасной эксплуатации существующих.

Аэроупругость летательных аппаратов, промышленных машин и строительных сооружений

Компьютерные технологии при проектировании и изготовлении аэродинамических моделей

Проектирование экспериментальных установок для наземных испытаний авиационной, ракетной и космической техники

Аэротермодинамика и газовая динамика

Гидродинамика

Аэроакустика

Исследования альтернативных источников энергии для самолетов и вертолетов

Промышленные вентиляторы

Микроволновая технология

Плазменная физика

Нанотехнологии

Высокоточное производство на станках и обрабатывающих центрах с ЧПУ

НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ЗАДЕЛ

В ЦАГИ создан научно-технический задел по следующим направлениям:

Аэродинамика

разработаны новые сверхкритические крылья и аэродинамические компоновки самолетов и вертолетов следующего поколения и методы вычислительной аэродинамики;

Конструкция

разработаны мероприятия по повышению весового совершенства и увеличению ресурса за счет применения новых материалов и оптимизации конструктивно-силовых схем;

Силовые установки

выполнены исследования по интеграции элементов планера и воздухозаборных устройств

Системы управления

разработаны принципиальные схемы, структура и алгоритмы управления самолетов и вертолетов следующего поколения;

Материалы

Исследованы новые конструкционные материалы для перспективных летательных аппаратов

Технология

разработаны технологии компьютерного проектирования и производства элементов конструкции самолетов и вертолетов;

Акустика

разработаны мероприятия по обеспечению выполнения перспективных требований ИКАО по шуму.

Результаты фундаментальных исследований легли в основу определения облика магистральных самолетов нового поколения и обеспечили их высокую экономичность.

В своих аэродинамических трубах ЦАГИ выполняет комплексные модельные и натурные испытания по отработке оптимальных форм автомобилей всех типов, железнодорожных составов, поездов метрополитена и аппаратов на воздушной подушке. Исследуются ветровые нагрузки на высотные здания, мосты, крупногабаритные оболочки, ведется поиск экологически оптимальных вариантов застройки городских микрорайонов.

Богатый опыт создания специальных измерительных приборов позволил специалистам ЦАГИ разработать гамму промышленных тензодинамометров и термопреобразователей.

Для нефтегазового комплекса страны в ЦАГИ разработаны методики определения остаточного ресурса магистральных трубопроводов и оценки усталости и живучести сварных соединений газопроводов.

Возросший интерес к экологически чистым возобновляемым источникам энергии вызвал бурный интерес к ветросиловым установкам, в связи с чем в ЦАГИ получили дальнейшее развитие аэродинамические и прочностные исследования ветроколес пропеллерного и вертикально-осевого типа.

Институт располагает комплексом методов и программ расчета ветро-силовых установок, возможностями испытания их моделей в аэродинамических трубах. По результатам работы ЦАГИ проведена сертификация ВЭУ ЭСО-0020 для длительной эксплуатации.

В ЦАГИ разработан комплекс экспериментально-расчетных исследований прочности и ресурса конструкций мостов и высотных сооружений, находящихся под интенсивным воздействием ветровых нагрузок.

Совместная работа специалистов института с проектировщиками позволяет обеспечить оптимальную материалоемкость сооружений и их устойчивость.

Примером внедрения результатов работы ЦАГИ являются монумент Победы на Поклонной горе в Москве, мосты через реки Белая, Обь и Москва.

ЦАГИ является признанным лидером в аэродинамическом проектировании вентиляторов и компрессоров различных схем и типоразмеров.

Расчетные методы и наличие уникальных испытательных стендов, современной вычислительной техники и развитых комплексов математических моделей гарантируют создание высокоэффективных вентиляторов, оптимальных для заданной компоновки по габаритам, массе, энергопотреблению и акустическим требованиям.

Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н. Е. Жуковского

История. (http://www.tsagi.ru/institute/history/)

Интенсивная работа института, направленная в предвоенные годы, в первую очередь, на прогресс самолетостроения, проходила в тесном сотрудничестве с ОКБ и заводами. Еще в 1925 г. были завершены работы по формированию «Норм прочности самолетов» — важнейшего для развития авиации документа, который впоследствии постоянно совершенствовался по мере эволюции авиационной техники.

Для помощи конструкторам в ЦАГИ в 1937 г. был выпущен первый том «Справочника для конструкторов», в котором были систематизированы требования по аэродинамике самолета. «Гидромеханика гидросамолета» и «Прочность самолета» были изданы II и III томами в 1938–1939 гг. В условиях военного времени в 1943 г. ЦАГИ выпустил фундаментальное издание — «Руководство для конструкторов». Так результаты фундаментальных исследований внедрялись в повседневную работу конструкторов и проектантов, закладывая прочную основу научного подхода к самолетостроению.

Появление в середине 1930-х гг. высокоскоростных самолетов-монопланов потребовало расширения экспериментальной базы института. Площадку для строительства нового комплекса экспериментальных установок выбрали в пойме Москвы-реки неподалеку от дачной платформы Отдых. Первый камень в основание нового ЦАГИ был заложен в 1935 г., а уже через четыре года в строй вступил блок больших труб Т-101 и Т-104. Совершенно новой установкой стала аэродинамическая труба переменного давления Т-106, позволявшая получать большие околозвуковые скорости.

В годы Великой Отечественной войны ЦАГИ проводил инновационные исследования, направленные на повышение тактико-технических характеристик советских боевых самолетов, а также осуществлял модернизацию и совершенствование существующего авиационного парка. Естественно, особое внимание уделялось, в первую очередь, практическим запросам в соответствии с единственно правильным в то время лозунгом «Все для фронта, все для победы!» Но не останавливались и фундаментальные исследования, благодаря которым в первые послевоенные годы отечественная авиация совершила революционный скачок в область сверхзвуковых скоростей.

Становление ракетной техники в СССР также не прошло без участия ЦАГИ. Более того, очередное расширение экспериментальной базы института, прошедшее на рубеже 1950–1960-х гг., было направлено как раз на создание новых установок, обеспечивающих гиперзвуковые скорости потока и моделирующих такие сложнейшие процессы, как аэродинамический нагрев при входе летательного аппарата в атмосферу, распространение ударных волн и многое другое. Была построена целая серия газодинамических установок и аэродинамических труб, рассчитанных на достижение скоростей обтекания в диапазоне чисел М=8—20; лаборатории теплопрочностных испытаний и испытаний на выносливость; усовершенствовалась энергетическая база института.

Этапными для института стали исследования аэродинамики и динамики полета самолетов с крылом изменяемой геометрии. Успешно решив проблемы устойчивости и управляемости, прочности и аэроупругости и доказав преимущества подобной компоновки, ЦАГИ дал путевку в жизнь таким многорежимным самолетам, как МиГ-23, Су-24 и Ту-160.

Проведение исследований по этим и другим машинам стимулировало развитие вычислительной базы института и формирование направления численных методов расчетов в газодинамике и прочности.

В конце 1960-х гг. развернулись работы по созданию фронтовых истребителей нового поколения с высокой тяговооруженностью и маневренностью. Исследования вопросов нестационарной аэродинамики, новых компоновок с несущим фюзеляжем и управления вихревой структурой крыла воплотились в самолетах МиГ-29 и Су-27, продемонстрировавших непревзойденные маневренные качества и боевой потенциал.

Важный вклад внесли специалисты ЦАГИ в создание пассажирских и транспортных самолетов нового поколения Ил-96,Ту-204 и Ан-124. Применение сверхкритических профилей позволило улучшить аэродинамические характеристики крыла и, как следствие, повысить экономичность этих самолетов. Решение проблемы флаттера самолетов Ил-96 и Ту-204, напрямую связанное с безопасностью полетов, было найдено в результате совместных исследований ЦАГИ, ЛИИ и ОКБ.

Самой крупномасштабной работой двух последних десятилетий, проведенной с привлечением всех подразделений института, стало создание воздушно-космического самолета «Буран». Достаточно сказать, что для исследования его теплозащиты была построена натурная тепло-прочностная вакуумная камера ТПВК диаметром 14 м и длиной 30 м! Были решены проблемы акустической прочности, построения алгоритмов автоматической системы управления и многое другое. Блестящий летный дебют «Бурана»

состоялся за полмесяца до семидесятилетия ЦАГИ.

В 1994 г. указом президента Российской Федерации ЦАГИ получил статус Государственного научного центра. Научные заслуги коллектива ЦАГИ несомненны, и давно уже имена многих его сотрудников вписаны золотыми буквами в историю мировой авиации. Не менее важным достижением является создание системы научных исследований, позволяющей избегать дублирования и распыления средств. При этом не остается без внимания ни один аспект создания летательных аппаратов. Разумное сочетание объектовых работ с фундаментальными исследованиями сформировало тот задел, благодаря которому и сегодня, российская авиационная техника сохраняет по ряду направлений ведущие позиции в мире.

Используемые источники.

http://www.tsagi.ru/institute/

https://ru.wikipedia.org/wiki/Центральный_аэрогидродинамический_институт

https://slovar.cc/enc/bse/1975230.html?ysclid=lpmhdd5io1113323301

https://www.testpilots.ru/2018/12/tsagi-put-v-aviatsii-dlinoyu-sto-let/