WebBNR_YII2021_RU_728x90_1021
9 - 2019

Итоги МАКС-2019: инженерное моделирование в авиакосмосе

В первый день сентября завершилась работа международного авиационно-космического салона МАКС-2019. Лидеры технологических компаний в российской и мировой авиационной и космической отраслях представили свои достижения на территории выставочной зоны общей площадью 71,5 тыс. м2. В их числе — совместный стенд CADFEM CIS/ANSYS, на котором эксперты в течение шести дней обсуждали с посетителями авиасалона передовые практики инженерного моделирования в авиакосмосе и смежных областях. Среди представленных на стенде решений акцент был сделан на системное моделирование, применение цифровых двойников, встроенное ПО. Кроме того, впервые были продемонстрированы функции нового продукта в линейке ANSYS для подбора материалов — ANSYS Granta CES Selector.

Центром внимания посетителей выставки на стенде стал симулятор кабины пилота самолета будущего ANSYS OPTIS CAVE, созданный с помощью ANSYS SCADE. Специалист ANSYS, Inc. Матье Паке (Matthieu Paquet) совместно с экспертами CADFEM CIS в области системного моделирования консультировал посетителей авиасалона по работе с симулятором. Симулятор представляет собой инструмент для визуального тестирования встроенного программного обеспечения человеко-машинных интерфейсов, а также эргономических решений воздушных судов будущего. Он оборудован проекторами и датчиками жестикуляции пилота и визуального восприятия, использует технологии VR и AR (виртуальная и дополненная реальность), программные компоненты, которые лежат в его основе, — ANSYS VRXPERIENCE HMI и ANSYS SCADE. Главная функция этого симулятора — моделирование условий полета, всех физических и зрительных взаимодействий пилота с пилотажно-навигационными приборами для разработки и тестирования человеко-машинных интерфейсов будущих самолетов.

Стенд CADFEM CIS/ANSYS посетил Игорь Владимирович Любомиров (ПАО «Корпорация «Иркут»), руководитель бригады производственной поддержки среднемагистрального пассажирского самолета МС-21, премьера которого стала ключевым событием авиасалона. Наряду с другими участниками выставки он провел тестовый полет на симуляторе. Игорь Владимирович пояснил: «Я непосредственный участник испытаний МС-21, работаю с бригадой производственной технической поддержки самолета. Здесь увидел симулятор, решил попробовать. Аппарат мне понравился тем, что передняя полусфера имеет хороший обзор как панели приборов, так и закабинного пространства. Простота и удобство управления — тоже важный фактор. А снабжение руки вибродатчиками создает хорошие тактильные ощущения настоящего полета!»

Впечатлениями от полета в ANSYS OPTIS CAVE также поделился программист компании АО «НПП Радар ммс»: «Мне очень понравилось. Технологии, которые вы используете, — необычные, такие нечасто можно встретить на подобных выставках. Программно создавать тренажеры технологически проще, чем полномасштабные изделия. Я видел натурный тренажер кабины Airbus. Мне кажется, что достаточно похоже, но ощущения, конечно, другие. Сам подход очень практичный, потому что можно в одних и тех же условиях использовать много разных тренажеров, разные авиационные носители. Плюс их удобно перевозить, поэтому за ними будущее. Оборудование и вычислительные средства, которые используются в тренажере, гораздо дешевле, чем разработка каждой единицы натурного имитатора управления кабиной. А здесь софт, написанный один раз, можно размножить достаточно быстро. Я считаю, что это очень круто!»

Специалисты CADFEM CIS/ANSYS и посетители экспозиции на стенде обсудили практику применения технологий численного моделирования. Например, Дмитрий Павлович Шматов, заместитель заведующего кафедрой ракетных двигателей Воронежского государственного технического университета, к.т.н., поделился своим опытом: «Университет в основном ведет прикладные научные исследования в области машиностроения, связанные с энергетикой, ракетно-космической тематикой, а также с нефтегазовой отраслью. Программный комплекс ANSYS мы приобретали уже несколько раз, в том числе в рамках проектов по 218-му постановлению Правительства РФ. Один из проектов был в области создания нефтяных насосов, второй посвящен разработке энергетической установки автономного источника тока.

С помощью ANSYS мы в первую очередь проводим гидрогазодинамические расчеты. Проточную часть насоса моделируем полностью. При разработке энергетического оборудования применяем моделирование гидрогазодинамики в рабочих каналах, в рабочих полостях энергетической установки. Помимо этого мы используем ANSYS для прочностных расчетов напряженно-деформированного состояния конструкций корпусов, оболочек, несущих конструкций. В последнее время активно применяем ANSYS для оптимизационных расчетов. Мы задействуем ANSYS Fluent в составе модуля CFD, ANSYS Mechanical и модуль оптимизации ANSYS DesignXplorer.

Сегодня мы активно занимаемся с CADFEM CIS отработкой программного обеспечения для моделирования аддитивных процессов. В Воронеже, в “Центре аддитивных технологий”, около года идет комплексная работа и сейчас готовится беспрецедентная научная статья, посвященная этому вопросу».

Помимо моделирования аддитивных технологий обсуждалось одно из самых актуальных направлений цифровизации — цифровые двойники в авиакосмической отрасли. На стенде ведущий эксперт компании «Фабрика цифровой трансформации», д.т.н. Валерий Воловиков, отметил: «Компании в авиакосмической отрасли интересуются заменой натурных испытаний математическим моделированием. Цифровой двойник — это математическое описание объекта, который спроектирован и уже выпущен, но его нужно испытать в экстремальных режимах. Простой пример — определить, сколько времени двигатель выдержит в режиме взлета. Режим взлета — это форсаж, повышенная нагрузка. Следовательно, в это время сжигается больше топлива, температура выше. Тепловые аппараты висят на своеобразных крючках. Когда температура начинает повышаться, растет температура этого крючка, его уже просто не успевают охлаждать. Все механические характеристики начинают ползти. Снижается предел, от которого начинается пластическая деформация. Первая опасность — то, что этот крючок просто начнет разгибаться, тепловой аппарат соскочит, дальнейшая эксплуатация будет недопустима. Нужно такие режимы отсечь. Это можно сделать за счет испытаний: запустили на этом режиме и посмотрели, когда тепловой аппарат отвалится. А есть вариант сделать это с помощью моделирования. Такая задача существует, и многие ее рассматривают в качестве варианта использования цифрового двойника. Это действительно большое снижение расходов, так как фактически многие испытания идут вплоть до уничтожения образца. Многие изделия после испытаний можно выбросить. Если заменить их моделированием, можно сэкономить несколько миллионов, когда речь идет о дорогом уникальном оборудовании».

Общие тенденции технологического развития, на которых сконцентрировали внимание участники авиасалона, — цифровизация и роботизация авиакосмоса, развитие отрасли разработки беспилотных летательных аппаратов, создание «умных» самолетов при помощи Интернета вещей, применение современных композитных материалов и аддитивного производства. Большая часть активного развития этих технологий в отечественной авиакосмической промышленности невозможна без использования инженерного моделирования. 

Пресс-служба компании
CADFEM CIS