III Международный форум «Передовые цифровые и производственные технологии». Видеозаписи мероприятий.
Hi-Tech новости 20 Декабря 2011 года
Данная новость была прочитана 4774 раза

ВМФ России определился со строительством авианосных групп. Минобороны России заказало у Объединенной судостроительной корпорации (ОСК) разработку аванпроекта перспективного авианесущего крейсера. О работах CompMechLab® в области конечно-элементного модели

Министерство обороны Российской Федерации     Военно-морской флот     Объединенная судостроительная корпорация

Министерство обороны России заказало у Объединенной судостроительной корпорации разработку аванпроекта перспективного авианесущего крейсера. Об этом, как сообщает «Интерфакс», заявил министр обороны России Анатолий Сердюков. При этом он отметил, что финансирование строительства таких кораблей госпрограммой вооружений России на 2011 – 2020 годы не предусмотрено. «До 2020 года этих денег нет, и мы не планируем», – отметил министр.

ВМФ России определился со строительством авианосца

Аванпроект авианосца должен быть готов до конца 2012 года. «Промышленность, а точнее говоря, ОСК должна нам показать. Если нас это устроит, если мы будем понимать, что он (авианосец – примечание «Ленты.ру») один и его сопровождающие суда будут обладать каким-то потенциалом, которого у нас сейчас нет и который создать другими кораблями невозможно, то не исключен вариант его строительства», – пояснил Сердюков.

Если Министерство обороны примет положительное решение о строительстве корабля, то окончательный проект корабля будет готов к 2017 году, а в 2023 году авианосец будет спущен на воду. По предварительным данным, корабль может быть атомным, поскольку при оснащении его дизельными силовыми установками, авианосцу потребуется большое количество топлива. Для экономии средств строиться новый авианосец будет по модульной схеме на двух предприятиях Объединенной судостроительной корпорации с финальной сборкой готовых модулей на северодвинском «Севмаше».

К тому времени, как первый авианосный корабль будет спущен на воду, ВМФ должен завершить формирование эскортной группировки. В нее, как ожидается, войдут ракетные крейсера, эсминцы, многоцелевые подлодки, фрегаты, корветы, десантные корабли и суда обеспечения. В общей сложности в состав каждой авианосной группировки будет входить 15 кораблей, не считая самих авианосцев. В настоящее время ОСК ведет строительство новых фрегатов, корветов, а также проектирует эсминец и формирует проекты восстановления ракетных крейсеров, находящихся в резерве.

Помимо формирования авианосных групп ВМФ будет заниматься и строительством новых баз их обеспечения, а также созданием наземного тренажера палубной авиации в городе Ейск в Краснодарском крае.

ВМФ России определился со строительством авианосца

 

В середине октября 2011 года президент ОСК Роман Троценко заявил, что формирование облика нового авианосца для ВМФ России уже ведется, а окончательное решение о строительстве корабля будет принято в 2017 году. При этом предполагается, что строительство авианесущего корабля водоизмещением 80 тысяч тонн начнется в 2018 году, а завершится спустя пять лет. Тогда Сердюков и вице-премьер России Сергей Иванов опровергли эти слова.

В настоящее время на вооружении ВМФ России стоит один авианосец – тяжелый авианесущий крейсер «Адмирал флота Советского Союза Кузнецов». Корабль был построен в 1985 году по проекту 1143.5 «Кречет» и введен в состав флота в 1991 году. В авиагруппу корабля, приписанного к Северному флоту, входят 12 вертолетов Ка-27 и 33 палубных истребителя Су-33. В апреле 2010 года сообщалось, что «Адмирал Кузнецов» в 2012 году пройдет ремонт и масштабную модернизацию на предприятии «Севмаш». Обновленный корабль вернется в состав флота в 2017 году.

Широкоизвестно, что ключевым элементом любого авианосца является сложнейшее научно-техническоу устройство - палубный аэрофинишер.

Ранее сотрудниками CompMechLab® с целью полномасштабного моделирования тормозных машин аэрофинишеров взлетно-посадочного комплекса тяжелых авианесущих крейсеров (ТАКР) «Адмирал Горшков» и «Адмирал Кузнецов» были разработаны уникальные математическая и конечно-элементная модели палубного аэрофинишера, предназначенного для посадки самолетов на палубу авианосца.

Основные исходные характеристики для описания динамического процесса:

  • скорость подлетающего самолета ~ 200-240 км/час;
  • масса подлетающего самолета ~ 20-30 т;
  • время торможения самолета на палубе - до 3 секунд;
  • пробег ("путь торможения") самолета по палубе - менее 100 м;
  • перегрузки, испытываемые летчиком при посадке на палубу ~ 5-6 g.

Посадка истребителя Су33 на ТАВКР
Посадка истребителя Су-33 на ТАВКР "Адмирал Кузнецов"

Уникальная полномасштабная математическая модель палубного аэрофинишера разработана на основе эффективного комплексирования и применения передовых программных систем конечно-элементного анализа (ANSYS, MSC. ADAMS, LS-DYNA и др.) и разработки оригинального программного обеспечения, позволившего реализовать отсутствующие в CAE-системах возможности, которые принципиально важны для данной задачи.

3D CAD-модель аэрофинишера
Общий вид полномасштабной компьютерной модели аэрофинишера

Разработанные модели, в частности, по запросам Генеральной прокуратуры РФ, Военной прокуратуры Северного флота, Государственной комиссии по расследованию авиационных происшествий нашли широкое применение в расследовании авиационного происшествия, когда 5 сентября 2005 года в Северной Атлантике «после касания самолетом палубы корабля и зацепа в процессе торможения во второй половине пробега произошел обрыв тормозного троса, в результате чего самолет скатился с палубы, упал в море и затонул на глубине 1100 метров» (по материалам многих источников, например, Newsru.com).

На сайте FEA.ru в разделах Выполненные работы и AVI-Галерея представлены фрагменты нескольких работ, выполненных сотрудниками CompMechLab® по данной тематике:

Конечно-элементное моделирование динамических процессов, возникающих при посадке истребителя на палубу авианосца (палубный аэрофинишер)


Цель работы - создание на базе современных CAD/CAE технологий (программных систем проектирования и инженерного анализа) уникальных математических и конечно-элементных моделей аэрофинишера. Разработанные модели позволяют:
- рассчитывать динамические характеристики как тормозного устройства (палубного аэрофинишера), так и самолета;
- определять чувствительность всей системы к изменению конструкционных и эксплуатационных параметров, соответственно, выполнять "тонкую настройку" всех систем аэрофинишера ;
- рассчитывать нагрузки, действующие на пилота истребителя;
- осуществлять многопараметрическую комплексную оптимизацию характеристик тормозного устройства.

Нажмите для просмотра

 

Палубный аэрофинишер. CFD анализ клапана управления системы гидравлического торможения

Цель работы - создание численной модели клапана управления, учитывающей все геометрические особенности конструкции, для определения его гидравлических характеристик. Результаты работы - поля скоростей и давлений в дросселирующей части клапана управления, зависимости гидравлических потерь от расхода потока на входе и от положения поршня клапана.

Публикация подготовлена сотрудниками CompMechLab® с использованием материалов сайта Lenta.ru.

CompMechLab®-публикации по теме:

  • Mikhaluk D., Voinov I., Borovkov A. Finite Element Modeling of the Arresting Gear and Simulation of the Aircraft Deck Landing Dynamics // Proc. 7th European LS-DYNA Conference. 2009, Salzburg, Austria, 10p.
    Summary. Deck arresting gear is a special aerocarrier unit that is destined to provide efficient arrest of deck jetfighters with high deck landing speed (200-240 km/h). Arresting gear is a hydraulic plunger brake connected with takeup cable stretched across the deck, through the multiple block and tackle and spring damper elements. Jetfighters deck landing is one of the most complex and critical parts of the flight. It requires failurefree operation of the arresting gear system and skilled actions of the pilot. One of the factors that influences safety of the deck landing is the strength of the arresting gear structural elements and optimal “tuning” of the system for the arrest of the jetfighter with specific mass moving with specific velocity. In the current work a fullscale dynamic model of the deck arresting gear is created. It contains all basic elements of the real prototype and used to analyze the dynamic behavior of the arresting gear and tune it for specific conditions of the arrest. Main elements of the arresting gear are the cable and the hydraulic braking machine. The cable consists of two parts – takeup cable and braking cable. During deck landing the jetfighter grasps the takeup cable with a hook. The takeup cable is coupled with the braking cable that is designated to transfer jetfighter pull to the hydraulic braking machine. The latter is represented by hydrocylinder and accumulator where the kinetic energy of the fighter is transferred to the heat and then dissipated. The dynamic analysis was performed with use of LS-DYNA software. Standard capabilities of LS-DYNA do not enable performing adequate simulation of such complex nonlinear system, because due to feedback control system, some characteristics of the braking machine vary with change of other parameters. By that reason special software was developed that allows managing LS-DYNA and automatically run the process with multiple restarts. Developed dynamic model is used to obtain main parameters of the arresting process – change of the fighter displacement, velocity, acceleration vs. time, as well as pressure in the hydraulic elements of the braking machine.
     
  • Войнов И.Б., Михалюк И.Б., Боровков А.И. Разработка и применение расчетной схемы работы тормозной машины палубного аэрофинишера // Научно-технические ведомости СПбГПУ. - СПб.: Изд. СПбГПУ. 2008. №4. 61 - 68.
    Аннотация. Представлено описание конструкции палубного аэрофинишера и приведен принцип его работы. Разработана расчетная схема, позволяющая быстро вычислить тормозное усилие, возникающее в гидравлической системе тормозной машины. Разработанная методика внедрена в полномасштабную конечно-элементную модель аэрофинишера и использовалась при моделировании посадок самолетов. Результаты моделирования показали хорошее совпадение с натурным экспериментом.

  • Немов А.С., Войнов И.Б., Боровков А.И. Расчетное определение жесткостных характеристик кабелей с иерархической структурой // Научно-технические ведомости СПбГПУ. - СПб.: Изд. СПбГПУ. 2008. № 4. 21 - 27.
    Аннотация. Рассмотрены два подхода к исследованию механического поведения кабеля: аналитические оценки (использующие теорию растяжения и кручения кабеля) и прямое решение для кабеля задачи механики деформируемого твердого тела с помощью метода конечных элементов.

  • Mikhaluk D., Voinov I., Borovkov A. Finite Element Modeling of the Arresting Gear and Simulation of the Aircraft Deck Landing Dynamics. Proc. 6th EUROMECH Nonlinear Dynamics Conf. (ENOC'2008). St.Petersburg, Russia. 2008. 5p.
    Abstract.
    In the current work a full-scale dynamic model of the deck arresting gear is developed. Arresting gear is a special aero-carrier unit that is destined to provide efficient arrest of deck jet-fighters with high deck landing speed (200-240 km/h). It consists of a hydraulic plunger brake connected with take-up cable stretched across the deck, through the multiple block-and-tackle and spring-damper elements. The developed numerical model contains all basic elements of the real prototype and used to analyze the dynamic behavior of the arresting gear and tune it for specific conditions of the arrest.

  • Михалюк Д.С., Войнов И.Б., Шанина А.С. Расчетное моделирование процесса изготовления и аналих прочности соединительной муфты аэрофинишера // Научно-технические ведомости СПбГПУ. - СПб.: Изд. СПбГПУ. 2008. №4. 55 - 61.

  • Михалюк Д.С. Численное решение задач динамики поперечного удара по нити // Научно-технические ведомости СПбГПУ. - СПб.: Изд. СПбГПУ. 2008. №4. 49 - 55.
    Аннотация. Приведены основные уравнения динамики поперечного удара по нити и решен ряд модельных задач и тестовых задач как с помощью аналитических, так и численных методов. В результате решения задач удается дать ответ на ряд практических вопросов, таких, как влияние угла удара или учет конечных размеров нити на ее напряженно-деформированное состояние. Фактически произведена процедура верификации численных методов применительно к рассмотрению поперечного удара по нити, что является предварительным необходимым шагом для решения более сложных задач теми же методами.

  • Боровков А.И., Войнов И.Б., Михалюк Д.С., Климшин Д.В., Закиров О.А. Конечно-элементное моделирование и исследование динамического поведения палубного аэрофинишера при посадке самолетов // Труды СПбГТУ, № 498. Вычислительная математика и механика. СПб. Изд-во СПбГПУ. 2006. 110 – 123.

  • Боровков А.И., Войнов И.Б. Конечно-элементное определение гидравлического сопротивления трубопроводов тормозной системы демпфирующего устройства // Труды Шестой Межд. конф. “Математическое моделирование физических, технических, экономических, социальных систем и процессов”. – Ульяновск: УлГУ, 2005. 152 –159.

Новости по теме:

 

2011.12.19 Американская компания DigitalGlobe сфотографировала первый китайский авианосец "Ши Лан" (бывший "Варяг") во время ходовых испытаний. Россия отказалась продать Китаю аэрофинишеры, для которых полномасштабное математическое и компьютерное моделирование выполняют сотрудники CompMechLab НИУ СПбГПУ
 

2011.12.03 К 2014 году американский БПЛА X-47B получит систему автоматической дозаправки в воздухе
 

2011.04.20 ВМС США будут управлять палубным беспилотником при помощи мыши
 

2011.02.09 Китай построил ''бетонный авианосец''
 
2010.03.14 Россия и Индия подписали контракт на модернизацию авианосца "Адмирал Горшков" ("Викрамадитья")
 

2009.06.21 Защита кандидатской диссертации сотрудником CompMechLab Д.С. Михалюком на тему
"Конечно-элементное моделирование и исследование динамики палубного аэрофинишера" (научный руководитель - проф. А.И. Боровков);

2007.11.23 Франция и Великобритания будут строить авианосцы

 

Публикация подготовлена сотрудниками CompMechLab® по материалам сайта Lenta.ru.