Специалисты Центрального института авиационного моторостроения имени П.И. Баранова (ЦИАМ, входит в НИЦ «Институт имени Н.Е. Жуковского») впервые провели мастер-класс по проектированию авиационных газотурбинных двигателей (ГТД) с использованием технологии «цифровых двойников» (ЦД).
Обучающий двухчасовой тренинг разработан научным коллективом отдела «Цифровое сопровождение жизненного цикла ГТД» ЦИАМ и предназначен для студентов и научно-технических специалистов аэрокосмической отрасли. Вводная часть – это преимущественно лекционный материал с обзором основных принципов работы ГТД и общей концепции «цифровых двойников» авиационных двигателей.
Изюминкой мастер-класса является его практическая часть, которая базируется на обширном опыте ЦИАМ как ведущей научной организации авиационного двигателестроения. На примере эскизного проектирования малоразмерного турбореактивного двухконтурного двигателя (ТРДД) слушатели наглядно могут проследить каждый этап создания проекта двигателя. За полтора часа демонстрируется вся цепочка эскизного проектирования, начиная с анализа типового ТЗ, преобразования его в матрицу требований, поэтапного использования моделей с увеличением их сложности и размерности и заканчивая автоматическим построением CAD-модели двигателя и проверки выполнения требований. Обучение заканчивается «экспресс»-разработкой подобного двигателя, в ходе которой демонстрируется работа показанной ранее цепочки эскизного проектирования, но уже в полуавтоматическом режиме и для других исходных данных.
Формат мастер-класса подразумевает тесное переплетение теории и практики. Это дает возможность специалистам и тем, кто только овладевает современными технологиями проектирования сложных изделий, на живых примерах, подкрепленных комментариями практиков, детально рассмотреть подходы к автоматизации процесса работы с требованиями, их связи с расчетными данными и с динамично развивающимся обликом конструкции в рамках единого информационного пространства цифровой платформы.
Учебная CAD-модель демонстратора была создана в РГАТУ имени П.А. Соловьева при консультации ЦИАМ в программном пакете КОМПАС-3D. На базе этой модели в масштабе 1:1 был напечатан на 3D-принтере макет двигателя, который используется в процессе обучения для наглядной демонстрации конструкции и принципов работы авиационного двигателя. Демонстратор можно подробно рассмотреть, разобрать на узлы и детали и даже привести в движение от электрической сети.
– Демонстратор «цифрового двойника» – это комплексная работа коллектива отдела «Цифровое сопровождение жизненного цикла ГТД» ЦИАМ, – говорит начальник отдела. – Основная задача демонстратора – проанализировать потенциал и определить возможные направления развития технологии «цифровых двойников» и других цифровых технологий, например, системы управления требованиями и расчетными данными, автоматизации и сквозного проектирования, супервычислений и т.д.
Выбор в качестве объекта малоразмерного ТРДД не случаен. Простая конструкция и хорошо изученная область моделирования позволяют акцентировать исследования в области интегральных подходов, которые реализуются в ЦД: это и широкая автоматизация процесса проектирования, и высокоточные многодисциплинарные 3D-модели всего двигателя, и связь требований, расчетных и реальных данных и другие аспекты исследований.
Новая форма подачи материала была апробирована коллективом ЦИАМ на площадке форума IX Международного технологического форума «Инновации. Технологии. Производство». Мастер-класс вызвал большой интерес участников. На данном этапе проект, построенный на использовании отечественного ПО, сосредоточен на развитии сотрудничества с вузами для разработки и внедрения в процесс обучения специальных курсов по «цифровым двойникам» ГТД. Комплексная программа, в которую входит практический мастер-класс, уже в ближайшем будущем будет реализована в учебных целях на различных отраслевых площадках для повышения квалификации конструкторов, студентов и профильных специалистов.
Пресс-служба ФАУ «ЦИАМ им. П.И. Баранова»,
г. Москва
