В 2022 году Минобрнауки России был объявлен и проведен конкурс на предоставление грантов в области науки в форме субсидий из федерального бюджета на обеспечение проведения научных исследований российскими научными организациями и (или) образовательными организациями высшего образования совместно с организациями стран БРИКС в рамках обеспечения реализации программы двух- и многостороннего научно-технологического взаимодействия.
В число победителей вошла подготовленная сотрудниками ВШПМиВФ СПбПУ заявка на проект по теме "Инфекционно-невосприимчивый салон коммерческого самолета".
Направление прикладных научных исследований: исследования в области аэронавтики
Иностранные организации-участницы проекта:
- Тяньцзиньский университет (Tianjin University)
- Институт технологий и науки Бирла, Пилани (Birla Institute of Technology and Science, Pilani)
- Политехническая школа Университета Сан-Паулу (Polytechnic School of the University of Sao Paulo)
Проект направлен на проработку концепции невосприимчивого к инфекциям салона коммерческого самолета, где заданный инфекционный уровень может быть обеспечен с минимальными капитальными вложениями и эксплуатационными расходами и создание методики проектирования инфекционно-невосприимчивого салона коммерческого самолета.
Цели проекта:
- Выявление множественных путей и способов передачи инфекций в салоне самолета. Прогнозирование уровня заражения воздушной среды в салоне самолета на основе количественного содержания инфекционных капель и частиц.
- Разработка математической модели для выработки количественной оценки риска передачи инфекций в салонах коммерческих авиалайнеров на основе созданной базы результатов многопараметрических расчетов. Модель должна учитывать всевозможные пути передачи инфекций (аэрозоли, капли, частицы и др.), что позволит превзойти по точности наработки других исследований, учитывающих лишь какой-то один путь передачи инфекций.
- Выработка рекомендаций по всевозможным способам локального пространственного уменьшения объема вирусных частиц в воздушной среде салонов самолетов.
- Разработка и оценка иммунных (инфекционно-невосприимчивых) технологий проектирования салона самолета следующего поколения, таких как оптимизация геометрии салона (расположение кресел, разделение салона на зоны и др.), улучшение системы вентиляции и фильтрации и т.д. Создание конструкции коммерческого самолета, невосприимчивого к инфекциям, самолета следующего поколения, на основе многопараметрических подробных испытаний и валидационных исследований.
Основные результаты проекта, полученные российской научной группой в 2022 году:
- подготовлен аналитический обзор современной научно-технической литературы по тематике проекта
- представлен выбор и обоснование постановок тестовых задач для типичных условий вентилируемого салона коммерческого самолета
- проанализированы литературные данные, касающиеся результатов численного и экспериментального моделирования задач о распространении вирусных инфекций в салонах коммерческих самолетов, сведений о способах оценки рисков заболеваний, передающихся воздушно-капельным путем, а также данные о типичные режимных и геометрических параметрах систем вентиляции салонов самолетов
- проведены расчеты тестовой задачи о распространении среды в результате однократного кашля на основе подходов URANS и LES, получены и проанализированы данные о распространении капельной среды
- решена тестовая задача о распространении углекислого газа при дыхании
- проведены расчеты воздухораспределения в упрощенной модели кабины пассажирского самолета
- подготовлена постановка задачи и проведены расчеты течения несущей фазы и распространения углекислого газа внутри модельной области, соответствующей салону коммерческого самолета
Изоповерхности концентрации углекислого газа в кабине салона самолета