В МАИ разработали ПО для цифровых двойников лопаток газотурбинного двигателя
МОСКВА, 1 августа. /ТАСС/. Студенты "Цифровой кафедры" Московского авиационного института (МАИ) завершают разработку программы автоматического расчета и построения профилей лопаток газотурбинных двигателей, которые широко применяются в авиации, ракетостроении и промышленной энергетике. Ее применение приведет к существенному ускорению и снижению себестоимости одной из самых сложных деталей двигателя, сообщили ТАСС в пресс-службе вуза.
"Программу мы разрабатывали на основе математической модели доктора технических наук, профессора Ю. А. Ржавина. Она позволяет рассчитывать сто сечений лопатки и фактически дает инженеру готовый цифровой двойник, на основе которого можно изготавливать реальный образец для натурного эксперимента. Другими словами, нам уже не нужно 12 раз брать и изготавливать опытную лопатку для проведения дорогостоящего натурного эксперимента, а сразу рассчитать близкие к годному образцы для натурного эксперимента. Тем самым мы сократим подобные операции до шести-восьми, что, при учете огромного количества лопаток в двигателе, позволит снизить трудозатраты на этапе проектирования на 30%. Кроме того, мы сокращаем и срок проектирования: с 5 до 3,5-4 месяцев", - заявил руководитель проекта Григорий Кирсанов, чьи слова приводятся в сообщении.
Разработка студентов не имеет аналогов в России и за рубежом, отметили в МАИ. В данный момент рабочая группа закончила саму систему расчетов для лопаток компрессора. В августе планируется обучить программу рассчитывать параметры более сложной турбинной лопатки. Лопатки этого типа находятся в горячей части двигателя, а потому подразумевают учет охлаждения, что значительно усложняет алгоритм расчетов.
Программа является клиент-серверным приложением. Это означает, что конструкторы-двигателестроители смогут пользоваться им удаленно, со своих рабочих мест, через внутреннюю сеть своей организации. Это позволит предприятиям экономить на закупке ПО. Со своего компьютера пользователь будет попадать на сайт программы, заносить в него все необходимые данные и производить расчеты.
"В нашей программе используется система распараллеливания вычислений, которая дает возможность максимально быстро произвести все расчеты. А их довольно много: необходимо одновременно рассчитать 100-200 сечений. При "ручном" методе расчеты 5 сечений занимают до 100 человеко-часов, наше ПО 99 сечений рассчитывает за 0,3 секунды", - добавил Кирсанов.
Команда проекта насчитывает восемь человек разных направлений подготовки и факультетов. Разработка сделана в рамках проекта "Цифровая кафедра" МАИ и государственной программы "Приоритет-2030".
Лопатка газотурбинного двигателя
Лопатка - одна из самых сложных как в изготовлении, так и в проектировании деталей газотурбинного двигателя. При разработке нового двигателя для создания лопатки одного типа традиционным методом необходимо изготовить 10-12 опытных лопаток, пока в ходе натурных экспериментов конструкторы не получат годный образец. Это влечет за собой значительные материальные и особенно временные затраты.