Уход под лопатку: в РФ создано ПО для авиационного двигателестроения

Ученые МАИ совместно с коллегами из ОКБ им. А.М. Люльки разработали программное обеспечение для проектирования компрессоров — важнейших деталей авиационных двигателей. Этот софт может заменить аналогичные западные комплексы. Как утверждают разработчики, ПО будет совместимо с другими программами, используемыми для проектирования деталей. Выход коммерческой версии нового продукта запланирован на 2024 год. Предполагается, что он будет в несколько раз дешевле западных аналогов. Эксперты считают, что новое ПО окажется востребовано на российском рынке и поможет обеспечить стране технологический сувенинитет в авиастроении.

Командная работа

В МАИ создали программное обеспечение для проектирования компрессоров. Эта деталь — одна из основных частей газотурбинного двигателя, который широко применяют в авиации, судостроении, энергетике и других отраслях. Проектирование этой детали требует учета большого количества параметров и применения специализированных программ. Наиболее используемые среди них сейчас — иностранные разработки.

Создаваемое ПО задумано как аналог популярных комплексов AxSTREAM и Concepts NREC, рассказал один из участников команды разработчиков, аспирант института № 2 «Авиационные, ракетные двигатели и энергетические установки» Арсений Минин.

— Компрессор — одна из самых сложных деталей газотурбинного двигателя, и ее качество определяет характеристики всего изделия, поэтому его проектирование так важно, — пояснил старший преподаватель МАИ Дмитрий Боровиков. — Инженер должен хорошо представлять себе будущее изделие, его параметры, требования к нему. На входе в программу вносят эти параметры (расход воздуха, давление на входе, скорость). Затем программа в диалоговом режиме, когда специалист может вносить коррективы и правки в процесс, рассчитывает геометрию изделия — так называемой проточной части и его лопаток.

Ученые предусмотрели инструменты для экспорта данных в сторонние программные комплексы, включая CAD-системы.

— Основное преимущество нашей разработки — возможность интеграции с другими российскими программными комплексами, — сообщил Арсений Минин.

Под интеграцией разработчики понимают возможность обмена данными между программами, инструменты, автоматизирующие этот процесс, и проведение расчетов. Прежде всего новое ПО будет совместимо с комплексом thermoGTE для проектировочных расчетов авиационных двигателей, под который и создавалась новая программа. Он широко используется на авиационных предприятиях. Помимо этого, в планах расширять функционал ПО за счет интеграции с «Компасом 3D», программами для анализа, имитационного моделирования сложных систем.

Проектировочные расчеты делятся на несколько типов. Сейчас разработана предрелизная версия базового модуля ПО, которая позволяет выполнить одномерный расчет многоступенчатого осевого компрессора, то есть в одной плоскости. Это базовый этап проектирования.

Сегодня широкое распространение получили программы, позволяющие проводить трехмерные расчеты, однако они требуют много ресурсов, и для их применения уже необходимо знать геометрию двигателя, которую как раз и подготавливают на этапе 1D и 2D моделирования. Стоимость базового модуля одномерного расчета предполагается на несколько порядков дешевле, и разработчики рассчитывают на его использование в вузах в ходе учебного процесса.

Свое всегда лучше

Эффективность создаваемого ПО тестируют специалисты ОКБ им. А.М. Люльки. Сейчас по этим результатам в МАИ перерабатывают пользовательский интерфейс для повышения эргономических характеристик программы. Авторы также обещают привлекательную цену для своего продукта.

— Стоимость подобного ПО крайне высокая, это происходит из-за малого количества предприятий, которым оно необходимо. Цена западных программ достигает десятков миллионов рублей за одно рабочее место. Мы рассчитываем, что наше ПО будет иметь стоимость в несколько раз меньше после достижения аналогичного функционала, — заявил Дмитрий Боровиков.

По словам заведующего кафедрой самолетостроения и эксплуатации авиационной техники Иркутского национального исследовательского технического университета Игоря Бобарики, востребованность ПО не определяется только его ценой и совместимостью с другими программами. Она в значительной степени зависит от функционала, от корректности решений.

Заместитель руководителя рабочей группы рынка AeroNet НТИ Павел Булат считает, что на российском рынке новое ПО будет востребованным.

— Зарубежные комплексы AxSTREAM и Concepts NREC — это специфичное программное обеспечение, и даже не очень удобное в плане интеграции с другим отечественным ПО, которое используется разработчиками, — добавил эксперт.

Как пояснил ведущий инженер центра компетенций НТИ на базе СПбПУ «Новые производственные технологии» Александр Себелев, AxSTREAM и Concepts NREC позволяют решать сложные задачи на этапе концептуального проектирования, однако степень их внедрения в российском двигателестроении невелика.

— Поэтому появление отечественных программных комплексов такого уровня можно только приветствовать, — заявил специалист.

Руководитель центра компетенций НТИ по новым функциональным материалам на базе Новосибирского государственного университета Антон Рязанцев заключил, что разрабатываемое в МАИ ПО — это продукция стратегического назначения, которая позволит России иметь технологический суверенитет и называться промышленной державой.

В ближайшее время предполагается использовать ПО в ОКБ им. А.М. Люльки и учебном процессе в МАИ. К 2024 году запланирован релиз коммерческой версии программного комплекса.