Как создаются «безбумажные» самолеты. Цифровое проектирование в Ростехе

Создание гражданской и военной авиатехники сегодня является одним из самых сложных и высокозатратных технических процессов. Предприятия авиастроительной отрасли становятся пионерами в применении новейших цифровых технологий, которые с одной стороны позволяют сэкономить средства, время и повысить качество продукции, а с другой − меняют лицо самой индустрии. О том, какие преимущества дает «цифра» рассказали в материале «Ростеха».

Следите за новостями «Новый оборонный заказ. Стратегии» в Google News, будьте в курсе событий!

Как отметили в компании, цифровое проектирование в России стало применяться сравнительно недавно, а первыми полностью «безбумажными» изделиями в авиастроении стали истребители Су-35, Су-57 и гражданский лайнер SSJ-100. Сегодня конструкторы Объединенной авиастроительной корпорации (ОАК) работают в «цифре» над десятками проектов по созданию новых и модернизации действующих моделей самолетов.

Авторы статьи акцентировали внимание на том, что без перевода процесса проектирования в цифровое пространство невозможно представить работу в территориально-распределенной среде, которая сейчас повсеместно практикуется в авиастроительной отрасли.

При этом предлагается различать цифровизацию и цифровую трансформацию. Генеральный конструктор ОАК Сергей Коротков в статье для журнала «АвиаСоюз» рассказывает о том, что цифровые методы начали применяться в отрасли с конца 1950-х годов, с появлением первых ЭВМ.

«По сути, цифровизация – это решение уже существовавших ранее задач методами автоматизации. А цифровая трансформация – примета нашего времени, более глобальное изменение, характеризующееся появлением новых задач и новых технологий», - пишет он.

Так, перевод проектной документации из бумажного вида в цифровой можно рассматривать в русле цифровизации. А примером цифровой трансформации можно назвать применение в авиастроении «интернета вещей», технологий предиктивной аналитики, виртуальной реальности.

Однако, как показывает практика, цифровизацию от цифровой трансформации может отделять всего один шаг. Например, созданный на этапе проектирования цифровой прототип самолета в процессе дальнейшей работы превращается в полноценный цифровой двойник машины, а это уже совершенно новая технология и новые возможности.

В концепции «цифрового двойника» виртуальная модель не отбрасывается после создания изделия, а используется в связке со своим физическим двойником на протяжении всего жизненного цикла: на этапах тестирования, доработки, эксплуатации и утилизации. То есть цифровой прототип превращается в цифрового двойника.

На этапе проектирования цифровая копия позволяет быстро находить и исправлять ошибки в геометрии деталей, а в ходе эксплуатации виртуальная графическая среда помогает оперативно выявлять риски потенциальных неисправностей и аварий, а также сокращать затраты на обслуживание. 

В Ростехе отмечают, что использование цифровых двойников в мире только разворачивается, и здесь отечественные авиапроизводители вполне могут опередить зарубежных коллег. И не только авиапроизвдители.

Например, специалисты Центра компьютерного инжиниринга CompMechLab® Санкт-Петербургского Политехнического университета им. Петра Великого в числе прочих реализуют проект по созданию комплексов и программ виртуальных испытаний и методик оптимального проектирования изделий авиационной техники на основе применения технологии цифровых двойников (Digital Twin).

Проректор по перспективным проектам СПбПУ, руководитель Центра компетенций НТИ СПбПУ «Новые производственные технологии», руководитель Инжинирингового центра «Центр компьютерного инжиниринга» (CompMechLab®) СПбПУ Алексей Боровков так комментирует возможности, которые дает применение технологии цифровых двойников:

«Сегодня уже во многих российских высокотехнологичных компаниях при проектировании применяются математические модели высокого уровня адекватности. Однако непременным атрибутом цифрового двойника (Digital Twin) является матрица целевых показателей и ограничений, которая разрабатывается для балансировки конфликтующих друг с другом характеристик проекта – финансовых, временных, производственных, технологических, экологических. Их количество может быть на несколько порядков больше, чем то, с которым привыкли работать современные инженеры: если традиционная промышленность работает с 500 показателями объекта (и это уже много), то для разработки цифрового двойника, который будет обладать предсказательным потенциалом, может быть необходимо 50–200 тысяч целевых показателей и ограничений».

Использование цифровых технологий в авиации позволяет существенно сократить время, затрачиваемое на подготовку производства при создании новой техники, проведение испытаний, дает значительный выигрыш при дальнейшей модернизации самолетов.

Математическое описание всех элементов самолета предоставляет большие возможности для проработки различных вариантов решений, дополнительного анализа и в итоге – для принятия более взвешенных и обоснованных решений.

В материале «Ростеха» на конкретных примерах показано, как методы цифрового моделирования были применены при проектировании и производстве сложнейших образцов техники на предприятиях ОАК и вертолетных КБ.

По материалам Госкорпорации Ростех

Партнеры