Встречи и визиты 17 Февраля 2015 года
Данная новость была прочитана 5628 раз

Инжиниринговый центр "Центр компьютерного инжиниринга" СПбПУ посетило руководство ОАО "Климов" - ведущего российского разработчика газотурбинных двигателей

4 февраля 2015 года состоялся визит руководителей ОАО "Климов" в Санкт-Петербургский государственный политехнический университет. В рамках мероприятий на базе университета исполнительный директор ОАО "Климов", Герой Советского Союза А.И. Ватагин и генеральный конструктор ОАО "Климов" А.В. Григорьев посетили передовой российский Инжиниринговый Центр "Центр компьютерного инжиниринга" СПбПУ (CompMechLab®)

В Центре компьютерного инжиниринга СПбПУ делегацию встретил проректор по перспективным проектам и руководитель Инжинирингового центра СПбПУ А.И. Боровков.

Генеральный конструктор ОАО «Климов» А.В. Григорьев, исполнительный директор ОАО «Климов», Герой России А.И. Ватагин, проректор по перспективным проектам, руководитель Инжинирингового центра СПбПУ А.И. Боровков

На фото: генеральный конструктор ОАО "Климов" А.В. Григорьев (слева), исполнительный директор ОАО "Климов", Герой Советского Союза А.И. Ватагин (в центре) и проректор по перспективным проектам, руководитель Инжинирингового центра СПбПУ А.И. Боровков (справа)

 

В начале встречи А.И. Боровков кратко охарактеризовал спектр высокотехнологичных отраслей, для которых на регулярной основе выполняют НИОКР сотрудники Центра компьютерного инжиниринга, обозначил ключевые конкурентные преимущества ИЦ "ЦКИ", среди которых особую роль играют уникальный арсенал CAD-СAE-CAO-HPC-технологий мирового уровня, уникальный опыт выполнения НИОКР и интеллектуальный потенциал специалистов CompMechLab®, обладающих компетенциями мирового уровня, и способных предложить практически любому заказчику выполнение НИОКР в рамках новой парадигмы современного проектирования - "проектирования за гранью интуиции генерального конструктора" на основе концепции SuperComputer Simulation and Optimization -Based Design, Engineering and Advanced Digital Manufacturing.

"Только с позиций данного подхода можно в настоящее время обеспечить создание в кратчайшие сроки глобально конкурентоспособной продукции нового поколения, попутно решая актуальные вопросы импортозамещения и импортоопережения наукоемкой зарубежной продукции" - подчеркнул А.И. Боровков

Руководитель Инжинирингового центра проф. А.И. Боровков знакомит генерального конструктора ОАО «Климов» А.В. Григорьева, исполнительного директора ОАО «Климов» А.И. Ватагина с проектами Инжинирингового центра СПбПУ
Выступает руководитель Инжинирингового центра проф. А.И. Боровков


Руководитель направления мультидисциплинарных исследований ИЦ "ЦКИ" СПбПУ И.Б. Войнов рассказал собравшимся о задачах в авиастроении, вертолетостроении, в ракетно-космической отрасли и, конечно, в области газотурбинного двигателестроения, которые были успешно  и эффективно решены специалистами CompMechLab® в последние годы. Особое внимание было уделено проектам, которые были выполнены в 2013-2014 гг. и выполняются в настоящее время в интересах ОАО "Климов":

  • Формирование технического облика входного корпуса перспективного вертолетного двигателя с применением композиционного материала.
  • Совершенствование методики расчетных исследований и выполнение динамических расчетов защитной сетки вертолетного двигателя (ПЗУ) на попадание посторонних предметов;
  • Разработка расчетной методики, конечно-элементное моделирование и анализ критических частот вращения ротора авиационного двигателя;
  • Расчетные исследования и обеспечение непробиваемости корпусов холодной части двигателя при обрыве лопатки компрессора.
     
Генеральный конструктор ОАО Выступление руководителя направления мультидисциплинарных исследований ИЦ
Генеральный конструктор ОАО "Климов" А.В. Григорьев (слева), исполнительный директор ОАО "Климов", Герой Советского Союза А.И. Ватагин (в центре),  руководитель ИЦ "ЦКИ" А.И. Боровков Выступление руководителя направления мультидисциплинарных исследований Центра компьютерного инжиниринга СПбПУ И.Б. Войнова


На примере проекта по численному моделированию и анализу критических частот вращения ротора авиационного двигателя И.Б. Войнов отметил, что инженерами CompMechLab® была разработана уникальная пространственная (3D) параметрическая геометрическая модель ротора авиационного двигателя и проведены конечно-элементные расчеты 3D теплового и термонапряженного состояния ротора в зависимости от заданных тепловых режимов работы двигателя и действующих температурных нагрузок, что позволило исследовать проблему возникновения колебаний ротора и определить оптимальный режим работы. На основе разработанных 3D параметрическтих моделей ротора были вычислены критические частоты вращения ротора авиационного двигателя на традиционных опорах и выполнена оптимизация конструкции ротора (подробнее о выполненной НИР можно прочитать в материале "Численное моделирование и анализ критических частот вращения ротора авиационного двигателя").
 

Этапы 3D виртуального проектирования деталей и компонентов изделий вертолётного двигателя

Разработка 3D математических и КЭ моделей, методики расчёта критических частот вращения ротора авиационного двигателя на традиционных опорах и оптимизация конструктора двигателя

 

В НИР "Совершенствование методики расчетных исследований и выполнение динамических расчетов защитной сетки вертолетного двигателя (ПЗУ) на попадание посторонних предметов" сотрудниками CompMechLab® разработана математическая модель сетки и фронтальной части воздухозаборника с элементами крепления сетки с учетом начального напряженного состояния обусловленного технологическим процессом гибки при сборке; выполнено конечно-элементное моделирование устойчивости сетки (способности сохранять первоначальную форму) и приведено обоснование ее неразрушения при попадании в нее птиц, льда и града.

Общий вид сборки 3D КЭ модели защитной сетки КЭ моделирование локальной статической нагрузки на сетку вертолетного двигателя в сборе. Исследование “устойчивости конструкции”
Оценка деформаций и перемещений в результате динамического воздействия ударника  (градина диаметром 50 мм) Оценка деформаций и перемещений в результате динамического воздействия ударника  (птица массой 1.85 кг со скоростью 380 км/ч )
 


В рамках моделирования столкновения птицы с защитной сеткой использовалась гидродинамическая модель материала для описания достаточно сложного строения тел реальных птиц при высокоскоростных взаимодействиях. По результатам верификационных и валидационных тестов была выбрана конкретная модель материала птицы для дальнейших исследований, заданная с помощью уравнений состояния – зависимости давления от объемных деформаций в теле.

Подробнее о НИР можно прочитать в материале "Разработка методики конечно-элементного моделирования повреждений от ударных нагрузок защитной сетки вертолётного двигателя при столкновении с птицей".

 

Анимация: удар импактором птицы в защитную сетку

Анимация: удар птицей-импактором по защитной сетке вертолётного двигателя

 

В НИР "Формирование технического облика входного корпуса перспективного вертолетного двигателя с применением композиционного материала" инженерами CompMechLab® выполнен численный анализ теплового, газодинамического и прочностного расчета входного устройства, решены задачи по выбору композиционного материала и проведена оптимизации многослойной композитной структуры при условии сохранения исходной геометрической формы проточной  части.

 

Конструкция входного корпуса вертолетного двигателя  из алюминиевого сплава Модифицированная конструкция входного корпуса перспективного вертолетного двигателя из композиционного материала

 

Также И.Б. Войнов рассказал о проделанной сотрудниками Инжинирингового центра работе в рамках ФЦП 1.3. "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014 – 2020 годы" - проект "Проведение исследований и разработка способов и технологий повышения эффективности распыла жидкого топлива и горения топливно-воздушных смесей в авиационных двигателях".

В частности, для 1-го этапа проекта (октябрь-ноябрь 2014 года) "Обоснование и выбор направления исследований по разработке форсуночных модулей" сотрудниками Инжинирингового центра были разработаны варианты возможных решений задачи о распылении, выбран и обоснован рациональный вариант численного решения задачи. В рамках выполненной в октябре-ноябре 2014 года работы создана гибридная расчетная CFD модель форсуночного модуля с блочно-структурированной сеткой в области впрыска топливной жидкости в камеру сгорания. Для численного моделирования процесса образования жидкой пленки и ее распада на капли при распыле построена уточненная серия расчетных численных моделей с адаптированным подходом к характеру течения и распространения жидкой фазы. Разработанные сотрудниками Инжинирингового центра СПбПУ численные CFD-модели насчитывают ~ 50 - 100 млн ячеек. 

Разработка расчетной CFD модели проточной части форсуночного модуля Результат численного моделирования процесса образования жидкой пленки и ее распада

 

Подводя итоги встречи, исполнительный директор ОАО "Климов" А.И. Ватагин, генеральный конструктор ОАО "Климов" А.В. Григорьев  и  проректор по перспективным проектам, руководитель Инжинирингового центра СПбПУ А.И. Боровков подтвердили готовность продолжать в дальнейшем взаимовыгодное сотрудничество в решении актуальных научно-технических задач в области газотурбинного двигателестроения.

***

ОАО "Климов" — ведущий российский разработчик газотурбинных двигателей, известный во всем мире. Предприятие обладает собственным конструкторским бюро, производственной и экспериментальной базами. 

Компания занимается разработкой, сопровождением серийного производства и сервисным обслуживанием двигателей для большинства вертолетов марки "Миль" и "Камов", реактивных двигателей для  авиации военного назначения, в том числе, для беспилотных летательных аппаратов. Силовые установки разработки "Климова" эксплуатируются в составе специального летного отряда ГТК "Россия" на вертолетах Президента Российской Федерации. 

Около 95% российских вертолетов малой и средней грузоподъемности оснащены климовскими двигателями различных модификаций. Более 50% двигателей разработки ОАО "Климов" выпускаются серийно.
100% климовских разработок двигателей гражданского назначения сертифицированы. Деятельность ОАО "Климов" охватывает весь жизненный цикл изделий собственной разработки, включая построение современной системы послепродажного обслуживания. 

В интересах ОАО "Вертолеты России" предприятие разрабатывает новый двигатель ТВ7-117В для вертолетов Ми-38. Ожидается, что в 2015 году компания изготовит три опытных двигателя, которые будут поставлены для проведения сертификационных испытаний. Серийное производство нового двигателя, предположительно, начнется в 2017 году.

Важнейшим направлением деятельности ОАО "Климов" является проект разработки перспективного вертолетного двигателя для скоростного вертолета (ПСВ), работу над которым с 2012 года предприятие ведет совместно с Центральным институтом авиационного моторостроения (ЦИАМ) им. П.И. Баранова, Всероссийским научно-исследовательским институтом авиационных материалов (ВИАМ), а также Санкт-Петербургским политехническим университетом (СПбПУ) Петра Великого. 

На мировом рынке ОАО "Климов" представлено уже более 50 лет. Двигатели разработки "Климова" эксплуатируются  в 80 странах (27% всего мирового вертолетного парка).

Компания входит в состав Объединенной двигателестроительной корпорации (ОАО «ОДК»)ОДК — интегрированная структура, производящая двигатели для военной и гражданской авиации, космических программ, установки различной мощности для производства электрической и тепловой энергии, газоперекачивающие и корабельные газотурбинные агрегаты. ОДК объединяет более 85% активов отрасли и является 100% дочерней компанией Объединенной промышленной корпорации «ОБОРОНПРОМ» по управлению двигателестроительными активами.

 

Другие новости по этой теме на сайте FEA.ru:

28.01.2015. Инжиниринговый центр СПбПУ посетила делегация ОАО "Равенство" с обсуждением проблем создания медицинских томографов нового поколения
27.01.2015. Ректор Московского автомобильно-дорожного института В.М. Приходько посетил Инжиниринговый центр СПбПУ
25.01.2015. Министр промышленности и торговли РФ Д.В. Мантуров и министр образования и науки РФ Д.В. Ливанов провели в СПбПУ совещание "О реализации проекта по созданию и развитию инжиниринговых центров на базе образовательных организаций высшего образования"​
23.01.2015. Министр промышленности и торговли РФ Д.В. Мантуров и министр образования и науки РФ Д.В. Ливанов посетили передовой российский Инжиниринговый центр "Центр компьютерного инжиниринга" СПбПУ

Выполненные НИОКР:

"Разработка методики конечно-элементного моделирования повреждений от ударных нагрузок защитной сетки вертолётного двигателя при столкновении с птицей" (2013 г.)
"Численное моделирование и анализ критических частот вращения ротора авиационного двигателя" (2013 г.)