Open Questions and Closure Plan

28. Открытые вопросы и план их закрытия

Несмотря на объём выполненной работы, остаётся ряд неясностей и нерешённых вопросов, требующих исследований. Ниже список таких вопросов, с указанием, как мы планируем получить на них ответы:

• Действительный прирост подъёмной силы от струй (Jet-flap эффект): мы оценили $\Delta C_{L} \approx 0.5 - 1.0$[27]на малых скоростях, но точная величина зависит от взаимодействия струи с крылом (угол, турбулентность). Как проверить: провести высокоточную CFD с моделями турбулентности (уже делается), а затем на прототипе - измерить подъём при разных отклонениях TVC (например, в полёте на 160 км/ч сделать несколько проходов: без ТВС, с ТВС 20°, 40° - записать разницу угла тангажа, чтобы держать высоту). Это позволит скорректировать расчёт. Приоритет: высокий, т.к. от этого зависит достижение STOL целей. Время закрытия: к середине лётных испытаний (после 10-15 полётов) будем знать реальное значение.

• Поведение на больших углах атаки и срыв потока: BWB нетрадиционен, и возможны эффекты, неуловимые в расчетах (распространение вихрей от корпуса, внезапный качающий момент при сваливании). Проверка: продувка модели под большими углами + лётные тесты (серия контролируемых сваливаний с растущим AoA).Риск: если обнаружится склонность к непредсказуемому сваливанию, придётся ограничить эксплуатационные углы атаки или доработать форму (например, добавить гребни, как на некоторых BWB, для стабилизации вихрей). План: выявить в 3 этапе испытаний и внести ограничения (или физ.доработки - небольшие модификаторы потока).

• Эффективность курсового управления: без килей, мы полагаемся на дифф. тягу и элевоны. Вопрос: хватит ли этого при сильном боковом ветре или отказе движка на малой скорости? Если нет, то нужны изменения (например, добавить небольшие гофрированные килевые поверхности или рулевые винглеты). Как узнать: моделирование в симуляторе (вводим боковой ветер 15 m/s, имитируем посадку - если нос не удерживается, проблема), затем реальный тест при умеренном ветре. Решение: либо ограничение эксплуатации (не садиться при > X ветер), либо добавить физические органы (винглеты-рули). Пока думаем, что достаточно, но это открытый пункт на случай, если практика покажет обратное.

• Взаимодействие струй передних двигателей с грунтом на посадке: есть риск эффекта “гейзера” - когда струи передних моторов, отражаясь от земли, могут ударить в днище и повредить или попасть в задние двигатели. Надо понять, происходит ли и насколько. Метод: наземный эксперимент - пустить двигатели передние на режиме реверса близко к земле и визуализировать поток (дым, Schlieren). Либо аккуратно наблюдать в реальных посадках (тепловизором). Если проблема серьезна: может потребоваться конструкция дефлекторов под передними двигателями, чтобы струя расходилась в стороны. Сейчас не ставим, но держим идею. Важность: средняя (можно управлять - просто не использовать слишком сильный реверс на носовых).

• Ресурс поворотных сопел: новинка - нагрузка циклическая, термическое расширение. Надо подтвердить, что они выдержат сотни циклов. Действие: провести ускоренные ресурсные испытания узла TVC: на стенде, при высокой температуре, отклонять тысячy раз - посмотреть износ. Если проблема: может потребоваться замена материала на более износостойкий или изменить смазку, редуктор. Пока закладываем, что хватит на программу, но если нет - заменим приводы на усиленные после первых 50 циклов.

• Интеграция крупногабаритных полезных нагрузок: (на будущее) - как грузовой самолёт BWB обещает много объёма, но вопрос загрузки/разгрузки. Нет отдельного фюзеляжного люка - как груз завести? Вероятно, нужен откидной нос или люк в днище. Пока у прототипа такого нет (не нужно), но вопрос остаётся, если конверсия в транспортник. В рамках R4X: возможно, проверим размещение какого-нибудь макета крупногруза через снимаемую секцию верхней обшивки. Однако, это вторично для текущих целей.

• Тепловой режим композита при длительном воздействии струй: например, если придётся долго держать ТВС вниз (при висении или медленном подходе) - не накопится ли критическое тепло в материале крыла? Композит при 180°C начинает терять матричные свойства. Эксперимент: в полёте зависнуть у земли не будем, но можно на стенде подуть горячим потоком на образец 60 сек, измерить температурный профиль. Решение: если выше допустимого - ограничим время использования 90° тяги (скажем, <10 сек). Already plan to do so.

Приоритеты и убийцы проекта:

- Ключевой “убийственный” риск - если вдруг выяснится, что концепция принципиально неустойчива на взлёте/посадке даже с TVC (например, не удается держать баланс, или требуется больше тяги, чем есть). Тогда придется признать, что BWB STOL нужен другой подход (например, добавить вертикальные винты?). Пока, расчеты говорят, что всё ок. Но если - тогда проект в тупике.

- Второй критичный - если конструкция BWB неожиданно сталкивается с нерешаемой проблемой flutter или прочности (маловероятно, но вдруг). Тогда - усилять конструкцию, что = перевес, возможно, потеря смыслa. - Любые другие проблемы - решаемы: можно добавить рули, изменить ПО, ограничить параметры.

План закрытия вопросов: - Большинство технических “неизвестных” будут сняты в Phase II (расширенные испытания). К концу летной программы мы либо получим ответы, либо если что-то останется - запланируем отдельные исследования. - Параллельно, работает аналитическая группа: они, на основе данных и расчетов, уточняют модели. - Некоторые вопросы, не влияющие на близкую реализацию (например, грузовая компоновка), могут быть оставлены “для будущих исследований” - т.е. за рамками текущего проекта.

В общем, мы осознаем, что R4X - первая ласточка, и не на все вопросы сразу будут ответы. Но проект гибкий: будет известно, что мы пока не знаем, и метод, как узнать. А значит, сумеем поэтапно довести концепцию до зрелости.