Использование PIV систем в авиационно-космических исследованиях.

Развитие технологий с каждым днем укрепляет позиции систем основанных на PIV (Particle Image Velocimetry) методе. Использование корреляционного анализа для определения изменения положения частиц в пространстве с течением времени, а также адаптация современных камер для записи пар изображений (создание цифровых кросскорреляционных камер, как нового класса) обеспечили качественный скачек и создали условия для дальнейшего совершенствования алгоритмов просчета и обработки изображений. На сегодняшний день PIV системы являются одним из самых эффективных оптических методов исследования потоков. Широкий динамический диапазон измеряемых скоростей, позволил использовать PIV системы для изучения сложных турбулентных течений, в том числе и в авиационно-космических исследованиях.

Список направлений, по которым ведутся работы в аэрокосмической отрасли, с использованием PIV метода, довольно обширен. Он включает в себя фундаментальные и прикладные научные исследования в области Аэродинамики, Гидродинамики, Аэроакустики, Динамики полета самолетов, вертолетов и других летательных аппаратов.

Основные направления фундаментальных исследований ориентированы на изучение масштабов вихревых структур и их динамику; получение статистических и дифференциальных характеристик; коррекцию численных моделей и оценку достоверности математического моделирования для ламинарных и турбулентных потоков; изучение явлений отрыва сверхзвукового потока; переход течения из ламинарного в турбулентное; нестационарные течения; изучение особенностей теплообмена и возможностей теплозащиты; В прикладных исследованиях можно выделить задачи оптимизации обтекания летательных аппаратов и их элементов; задачи обеспечения безопасности полетов при обледенении; задачи улучшения аэродинамики силовых установок; аэродинамическое проектирование винтов высокоэкономичных двигателей; задачи интеграция элементов планера и воздухозаборных устройств; исследования гидро- и аэродинамики экранопланов; задачи выработки рекомендаций по безопасной вынужденной посадке самолетов на воду; исследования движения под водой скоростных объектов в режиме развитой кавитации; задачи экологической безопасности перспективных летательных аппаратов; разработка высокоэффективных высокотемпературных звукопоглощающих конструкций для систем шумоглушения силовых установок; шумоглушения для реактивных струй; разработка методов снижения шума, образуемого при обтекании шасси и механизации крыла; обеспечивающих требуемый уровень акустического и аэротемпературного комфорта в салонах самолетов.

Как отмечает ведущий научный сотрудник отделения исследований аэротермодинамики гиперзвуковых летательных аппаратов и объектов ракетной техники, Владимир Лутовинов: «В настоящее время внедрение и применение метода PIV позволит существенно продвинуться в аэродинамических исследованиях, значительно сократит время обработки результатов эксперимента, а также дополнит его новыми возможностями и, совместно с компьютерным моделированием, будет способствовать созданию нового инструмента для изучения механизмов и процессов в аэромеханике».