Бафтинг

БАФТИНГ (английский - buffeting, от buffet - удар), случайные, неупорядоченные, колебания самолёта в целом или его частей под действием нестационарных аэродинамических нагрузок. Чаще всего бафтинг возникает при отрыве воздушного потока с плохообтекаемых элементов конструкции (тормозных щитков, интерцептеров, шасси и др.), при больших углах атаки и значительных углах отклонения элементов механизации крыла. В местах отрыва потока возникают пульсации давления, которые вызывают вибрацию элементов конструкции и несущих поверхностей ЛА с широким спектром частот, перекрывающим диапазон частот их собственных колебаний. При полёте на больших углах атаки вследствие отрыва потока с передних частей самолёта образуется вихревое течение со сложной структурой и повышенным уровнем турбулентности; попадая, в частности, на хвостовое оперение, оно вызывает так называемый бафтинг в спутном следе. «Скоростной» бафтинг характерен для околозвуковой и сверхзвуковой скоростей полёта, в этом случае отрыв потока и пульсации давления являются следствием взаимодействия скачков уплотнения с пограничным слоем. Интенсивный бафтинг возможен также при прямом воздействии на конструкцию ЛА скачков уплотнения, в том числе связанных со струями его двигателей. При определённой амплитуде и частоте стохастического колебания конструкции ЛА могут перейти в автоколебания, условно называемые бафтинговым флаттером.

По интенсивности бафтинг принято разделять на лёгкий, умеренный и тяжёлый. Лёгкий бафтинг не препятствует нормальной эксплуатации самолёта при незначительных вибрациях в кабине экипажа и пассажирском салоне. При умеренном бафтинге в условиях повышенных вибраций усложняется пилотирование самолёта, ухудшается комфорт экипажа и пассажиров, существенно снижается ресурс конструкции. Тяжёлый бафтинг исключает возможность пилотирования из-за слишком сильных вибраций конструкции и органов управления самолёта и может привести к его разрушению.

Бафтинг, как и флаттер, является серьёзной проблемой авиации и ракетной техники. Это касается как пассажирских самолётов типа А-320, А-340, Боинг-767, Боинг-777, Ил-86, так и самолётов-истребителей, воздушно-космических самолётов и ракет-носителей. Бафтинг можно предотвратить либо снизить его интенсивность, усилив конструкцию ЛА или повысив её демпфирующие свойства, устранив или ограничив область отрыва потока за счёт изменения обводов элементов самолёта (прежде всего, крыла, его наплывов, сопряжения с фюзеляжем) и расположения оперения вне зоны действия вихревых течений с крыла и носовой части фюзеляжа. В некоторых случаях более эффективным может оказаться применение небольших устройств (типа турбулизаторов), позволяющих снизить пульсации давления в диапазоне собственных частот колебаний конструкции. Весьма перспективно активное управление бафтингом и снижение уровня вибраций, например, с использованием миниатюрных пьезоприводов либо штатных рулей самолёта. Действенным способом устранения бафтинга ракет является рациональный выбор обводов их головных частей.

Понятие «бафтинг» появилось в начале 1930-х годов в связи с расследованием причин катастрофы пассажирского самолёта фирмы «Юнкере». Тогда в разных странах активизировались исследования бафтинга на моделях в аэродинамических трубах. Мировое признание получили проведённые в то время работы Г. Г. Абдрашитова (СССР) по бафтингу хвостового оперения самолётов. В последующем значительный вклад в исследования природы и путей решения проблемы бафтинга внесли российские учёные А. Н. Луговцов, В. В. Назаренко, Г. М. Фомин.

Лит.: Гроссман Е. П., Келдыш М. В., Марин Н. И. Вибрации на самолете. М., 1942; Аэрогидроупругость конструкций. М., 2000.