Платформу для виртуальных испытаний газотурбинных двигателей создают в Санкт-Петербурге | Новости науки

Передовые инженерные школы, созданные в ведущих технических вузах страны, готовят уникальных специалистов для двигателестроения. Студенты этих школ с первого курса разрабатывают решения для создания авиационных двигателей. И уже есть первые результаты. Например, студентка ПИШ петербургского Политеха Элеонора Никольскаясоздает платформу для виртуальных испытаний газотурбинных двигателей.

Объединенная двигателестроительная корпорация — один из ключевых индустриальных партнеров передовых инженерных школ. ОДК сотрудничает с девятью инженерными школами ведущих технических вузов в Москве, Санкт-Петербурге, Перми, Самаре, Уфе, Омске, Рыбинске и Новосибирске.

ОДК — стратегический партнер передовой инженерной школы СПбПУ «Цифровой инжиниринг» и всей экосистемы технологического развития Санкт-Петербургского политехнического университета. Уже реализован ряд важнейших проектов, например, университет совместно с ОДК разработал цифровой двойник авиационного двигателя ТВ7-117СТ-01 и ряд других для действующих проектов на стадии разработки.

Сейчас сотрудничество расширяется — в частности, в сентябре 2024 года в ПИШ стартует обучение по магистерской программе в направлении «Передовые цифровые технологии в двигателестроении», разработанной под запросы ОДК. Но уже сейчас студенты и сотрудники передовой школы реализуют совместные проекты с ОДК.

Стипендиат ОДК и студентка ПИШ «Цифровой инжиниринг» Элеонора Никольская работает над проектом по разработке виртуальных испытательных стендов. Первые результаты она представила на семинаре по цифровым двойникам и цифровизации проектирования на московском предприятии ОДК.

Элеонора Никольская учится на 2-м курсе ПИШ по направлению «Компьютерный инжиниринг и цифровое производство». В передовую школу поступила после окончания бакалавриата петербургского Политеха по направлению «Технологии виртуального прототипирования в машиностроении».

При выборе направления магистерской подготовки решающим фактором стала возможность получать практический опыт. Образовательная программа включает стажировки на двигателестроительных предприятиях ОДК. В апреле этого года она прошла стажировку на рыбинском предприятии ОДК-Сатурн. Здесь Элеонора познакомилась с технологиями аддитивного производства, которые применяются на предприятии, узнала особенности каждого метода 3D-печати и возможности применения при производстве авиационных двигателей.

Сейчас она также является сотрудником петербургского Политеха — работает инженером в отделе передовых разработок в двигателестроении. Тема научной работы Элеоноры — «Разработка виртуальных испытательных стендов для определения напряженно-деформируемого состояния роторов малоразмерных газотурбинных двигателей». На конкурсе научных стипендий ОДК Элеонора Никольская с этой работой вошла в число победителей, которым присуждается корпоративная стипендия в размере от 100 000 до 250 000 рублей.

Научная работа студентки посвящена разработкам методики численного определения вибросостояния и напряженно-деформируемого состояния роторов малоразмерных газотурбинных двигателей. Численные методы моделирования позволяют проводить виртуальные испытания и еще на ранних этапах проектирования выявить элементы конструкции силовой установки, которые требуют доработки.

На начальных этапах проектирования конструкция двигателей часто подвергается изменениям, что приводит к необходимости каждый раз пересчитывать все модели. Соответственно, возникла задача сделать наиболее универсальную систему, которую можно было бы легко изменять в рамках нескольких параметров. Это позволит автоматизировать процесс передачи данных в расчетной цепочке и получения требуемых параметров. Решения, предложенные Элеонорой Никольской, после проведения итогового тестирования будут использоваться при разработке цифровой платформы по созданию цифровых двойников авиадвигателей.

В частности, созданная расчетная цепочка применяется для определения жесткости опор подшипника, напряженно-деформируемого состояния ротора, критических частот вращения и вибросостояния ротора малоразмерного газотурбинного двигателя.

Преимущество нового решения — все модели в этой цепочке можно легко перестраивать, менять параметры геометрии, свойств материалов, автоматически передавать данные между моделями и выводить результаты.

Передовая инженерная школа продолжает работу по созданию отечественных решений для конструкторов. По результатам работы Элеоноры Никольской ОДК получит настроенный цифровой двойник ротора газотурбинного двигателя, позволяющий оценивать его вибросостояние в меняющихся условиях эксплуатации.