18.jpg
26.12.2019

«Цифровой двойник» помогает снижать массу двигателя

Высокотехнологичный проект выполнен специалистами Центра компетенций НТИ СПбПУ «Новые производственные технологии» по заказу АО «ОДК-Климов» (входит в Объединенную двигателестроительную корпорацию Госкорпорации Ростех)

Завершен первый этап проекта по разработке цифрового двойника двигателя ТВ7-117СТ-01, в рамках которого разработаны виртуальные испытательные стенды и полигон двигателя ТВ7-117СТ-01, интегрированные в экспертную систему. В будущем это позволит снизить массу отдельных деталей до 50%.

В ходе проекта решены задачи организационного и технического порядка. Техническая часть направлена на решение задачи по снижению массы авиационного двигателя, организационная – на выстраивание новых производственных процессов по принципам работы цифровых и «умных» фабрик. Основным инструментом разработки является технология цифровых двойников (Digital Twins) изделий и производственных/технологических процессов.

В процессе реализации проекта произведена оцифровка результатов работ АО «ОДК-Климов» по двигателям данного класса, проведен анализ расчетных обоснований, конструкторской документации, результатов испытаний и т.д. Затем специалисты Центра НТИ СПбПУ выполнили интерпретацию массива полученных данных для новой парадигмы проектирования с применением Цифровой платформы CML-Bench™. Разработана структура ряда виртуальных испытательных стендов (ВИС) и виртуального испытательного полигона (ВИП), база математических моделей материалов, методики виртуальных испытаний двигателя.

Уникальность проекта заключается в комплексном подходе к полной формализации процесса проектирования газотурбинного двигателя, когда детально описываются все контролируемые параметры и целевые значения, взаимоувязываются расчетные модели, создаваемые при проектировании изделия. По сути это первый для отечественного двигателестроения пример перепроектирования газотурбинного двигателя на основе технологии цифрового двойника (Digital Twin) с оцифровкой многолетнего опыта предприятия, полученного в результате разработки двигателей: от базовых экспериментов и определения свойств материалов до описания физико-механических параметров эксплуатации изделия.

«Сам факт появления таких технических заданий в отрасли – это уже значительное событие. На основе построенной интегральной модели мы реализовали подетальную оптимизацию и получили снижение в массе некоторых статорных деталей до 50% при сохранении их прочности, долговечности и полном соответствии всем прочим целевым значениям технического задания», - говорит руководитель проекта, заместитель директора проектного офиса Центра НТИ СПбПУ Александр Тамм.

«Для нас, как заказчиков, был организован круглосуточный доступ к единой цифровой платформе, в частности – ко всем вариантам виртуальных испытаний, которых в различных классах испытательных полигонов было выполнено более 800. В Центре НТИ СПбПУ Политехнического университета проводился комплекс работ по разработке новых конструкторских решений, с одновременной автоматизированной проверкой их соответствия требованиям с использованием функционала платформы. Мы анализировали результаты работы, консультировали специалистов Центра по вопросам, связанным с отраслевой спецификой», - отмечает генеральный конструктор АО «ОДК-Климов» Алексей Григорьев.

Работа по снижению массы двигателя разделена на несколько этапов. Завершен первый этап, в котором, кроме Политехнического Университета Петра Великого участвовали отраслевые институты: ФГУП Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов (ВИАМ) и ФГУП Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова (ЦИАМ). От ФГУП ВИАМ получена первая опытная партия лопаток ВНА, изготовленная методом селективного лазерного спекания. В настоящее время успешно проведены предъявительские испытания таких лопаток в составе двигателя. Оптимизация двигателя не заканчивается снижением массы статора, разработка цифрового двойника двигателя продолжается.

АО «ОДК-Климов» - предприятие российской двигателестроительной отрасли, занимающееся разработкой и производством газотурбинных двигателей и систем управления для самолетов и вертолетов. Включает в себя конструкторское бюро, современную производственную и экспериментальную базы. Предприятием разработаны вертолетные двигатели семейства ТВ3-117/ВК-2500, ВК-2500ПС-03, ТВ7-117В, самолетные двигатели РД-33, и ТВ7-117С/СМ/СТ и их системы управления. Система менеджмента качества ОДК-Климов сертифицирована по международному стандарту AS 9100 rev.D.

АО «Объединенная двигателестроительная корпорация» (входит в Госкорпорацию Ростех) – интегрированная структура, специализирующаяся на разработке, серийном изготовлении и сервисном обслуживании двигателей для военной и гражданской авиации, космических программ и военно-морского флота, а также нефтегазовой промышленности и энергетики.

Госкорпорация Ростех – одна из крупнейших промышленных компаний России. Объединяет более 800 научных и производственных организаций в 60 регионах страны. Ключевые направления деятельности – авиастроение, радиоэлектроника, медицинские технологии, инновационные материалы и др. В портфель корпорации входят такие известные бренды, как АВТОВАЗ, КАМАЗ, Концерн Калашников, «Вертолеты России», ОДК, Уралвагонзавод, «Швабе» и др. Ростех активно участвует в реализации всех 12 национальных проектов. Компания является ключевым поставщиком технологий «Умного города», занимается цифровизацией государственного управления, промышленности, социальных отраслей, разрабатывает планы развития технологий беспроводной связи 5G, промышленного интернета вещей, больших данных и блокчейн-систем. Ростех выступает партнером ведущих мировых производителей, таких как Boeing, Airbus, Daimler, Pirelli, Renault и др. Продукция корпорации поставляется более чем в 100 стран мира. Почти треть выручки компании обеспечивает экспорт высокотехнологичной продукции.

 


Возврат к списку

Яндекс.Метрика