Цифровая платформа по разработке и применению цифровых двойников CML-Bench®
Уникальный онлайн-курс «Цифровые двойники изделий»
События 8 Июля 2024 года
Данная новость была прочитана 1670 раз

Есть мировой рекорд! Федор Конюхов и Игорь Потапкин достигли Северного полюса на паралёте с композитным обтекателем, который разработали и изготовили инженеры Передовой инженерной школы СПбПУ «Цифровой инжиниринг»

Знаменитый путешественник Федор Конюхов и пилот Игорь Потапкин установили мировой рекорд – первыми в мире достигли Северного полюса на двухместном паралёте, совершив полет по маршруту: архипелаг Земля Франца-Иосифа — Северный полюс.


На фото: Федор Конюхов и Оскар Конюхов, руководитель экспедиционного штаба Фёдора Конюхова, на борту атомного ледокола «50 лет Победы»

Рекордный полёт в высоких широтах Арктики протяжённостью 440,51 км продлился 10 часов и 13 минут с 16:29 7 июля до 02:42 8 июля (по МСК) и проходил в коридоре 57-60 градусов восточной долготы на высоте от 267 до 835 метров над поверхностью. Средняя скорость составила 47 км/ч. Ближе к Северному полюсу скорость упала до 30 км/ч, так как пилоты попали в зону встречного, встречно-бокового ветра, который существенно замедлил их продвижение и, как следствие, увеличил расход топлива.

Штаб в Москве каждые 3 минуты получал данные о местонахождении паралёта и зафиксировал выход в точку Северного географического полюса в районе 2:40 по Москве. Пилоты перелетели через Северный полюс и оказались в западном полушарии. Выбрав льдину для приземления, они совершили сложную посадку при сильном ветре и отсутствии значимых ориентиров...

После приземления Федор Конюхов и Игорь Потапкин по спутниковому телефону позвонили на мостик ледокола и доложили об успешном перелёте и достижении Северного полюса, после чего разбили лагерь, выпили горячего чая и приготовились к суточному дрейфу в районе Северного полюса в ожидании атомного ледокола «50 лет Победы».

Первую новость о рекордном полёте на Северный полюс опубликовал ТАСС – Конюхов и Потапкин впервые в мире успешно приземлились на Северном полюсе на паралёте

Первое в истории достижение географического Северного полюса на паралёте с российским экипажем Федор Конюхов и Игорь Потапкин состоялось! По итогам анализа данных с бортовых спутниковых трекеров будет заведено соответствующее рекордное дело.

Ключевую деталь паралета – обтекатель из композиционных материалов – спроектировали специалисты Передовой инженерной школы «Цифровой инжиниринг» Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого (ПИШ СПбПУ). Изготовлен обтекатель был также под научно-методологическим и технологическим контролем инженеров ПИШ СПбПУ, а передовые материалы – углеткань и стеклоткань – предоставил стратегический партнер ПИШ СПбПУ композитный дивизион «Юматекс» госкорпорации «Росатома».

  • «В своих проектах я стараюсь по максимуму использовать оборудование и материалы российского производства. Сейчас Россия достигла больших успехов в производстве качественного углеволокна, и я по-настоящему горжусь нашими производителями и инженерами, благодаря которым к Северному полюсу за рекордом мы с Игорем Потапкиным полетим на полностью российском паралете с уникальными летными характеристиками»,
    – заявил Федор Конюхов перед стартом.
 

Начало экспедиции – выгрузка паралета с атомного ледокола. Успешное завершение экспедиции – Федор Конюхов и Игорь Потапкин на Северном полюсе, после прихода атомного ледокола «50 лет Победы».
Фото с сайта https://konyukhov.ru/

Команде инженеров Передовой инженерной школы СПбПУ «Цифровой инжиниринг» с опытом реализации высокотехнологичных проектов в авиастроении была поставлена задача-вызов – создать прочную, жесткую и легкую конструкцию обтекателя из композиционных материалов с дополнительными топливными баками, позволяющую совершить полёт на 1000-1200 км и защитить пилотов от переохлаждениял в условиях полёта над Северным Ледовитым океаном, а также снизить расход топлива.

Инженеры Передовой инженерной школы СПбПУ значительно усовершенствовали конструкцию паралета знаменитого путешественника на основе применения собственной цифровой платформы разработки и применения цифровых двойников CML-Bench®.

Для увеличения дальности полета разработчики интегрировали в конструкцию паралета прочные и легкие топливные баки объемом по 75 литров и весом по 2 кг каждый. Для того, чтобы они не создавали дополнительного аэродинамического сопротивления, баки были спрятаны за панелью обтекателя, а за счет интеграции обтекателя в силовую схему паралета сама конструкция стала существенно более прочной и жесткой.

Разработанный инженерами-политехниками композитный обтекатель был изготовлен по технологии вакуумной инфузии. На начальном этапе производства были создана специальная оснастка – матрицы из многослойных МДФ-панелей.

Справка.
1. 
Вакуумная инфузия – это технология производства изделий из композиционных материалов. Детали производятся на преформах открытого типа. Технологический процесс: заготовку помещают в одну половину формы, затем поверх формы надевается вакуумный мешок, чтобы обеспечить герметичность, из мешка откачивается воздух, под воздействием отрицителтного давления в заготовку подается связующий элемент. После завершения процесса пропитки связующее вещество твердеет, образуя жесткую полимерную матрицу. Первоначально технология вакуумной инфузии использовалась компанией Lockheed Martin Space Systems для удешевления производства приборного отсека ракетного комплекса Trident II D5. Вакуумная инфузия применяется в судостроении и авиастроении.
2. МДФ – аббревиатура, на английском языке расшифровывается как Medium Density Fibreboard – древесно-волокнистная плита средней плотности. МДФ изготавливается из измельченных древесных волокон, пропитанных связующим веществом. Из МДФ можно формировать не только панели или листы, но и рейки, профили и другие изделия. Материал хорошо поддается обработке: резке, фрезерованию, сверлению. Это позволяет получать изделия сложной формы, с рельефной поверхностью или фигурным краем.

Далее поверхность оснастки была отшлифована и покрыта специальным воском, препятствующим слипанию композиционного материала с древесиной. Затем в оснастку последовательными слоями были уложены углеволокно, сотовый заполнитель и стеклоткань. Вместе с этим в критических зонах, на особо напряженных участках корпуса обтекателя, были сформированы пояса жесткости из высокомодульной однонаправленной углеродной ленты. На последнем этапе из сформированной конструкции откачали воздух и пропитали полимерной смолой всё изделие.

Конструктивно композитный обтекатель состоит из нескольких отдельных элементов: нижняя часть имеет форму лодки, передняя напоминает капот, а боковые панели скрывают расположенные по бортам топливные баки объёмом 75 литров каждый. Баки весом всего 2 кг каждый оснащены внутренними перегородками для исключения резкого перетекания топлива в полёте. Изнутри и снаружи поверхность баков дополнительно покрыта специальными клеевыми составами для минимизации негативного воздействия топлива на стенки ёмкостей. Общий вес конструкции составил всего 23 кг, что вызвало немалый интерес в профессиональной среде авиаторов.

Серия лётных испытаний проводилась на аэродроме «Кречевицы» в Новгородской области и благополучно завершилась на аэродроме базирования «Турово» в Истринском районе Московской области.

Подробнее об испытаниях паралёта с композитным обтекателем:

 

  • «Для нас это очередной важный этап подготовки к сложной арктической экспедиции. В ней мы с Фёдором Конюховым планируем установить мировой рекорд для двухместного паралёта и благодаря наличию композитного обтекателя наши шансы на успех кратно возрастают»,
    – пояснил Игорь Потапкин, мастер спорта международного класса.

Общий вес новой конструкции обтекателя с интегрированными топливными баками за счет применения передовых цифровых и производственных технологий стал меньше на 30% по сравнению с ранее установленными на паралете металлическими баками. Помимо веса аэродинамическое сопротивление конструкции было снижено более, чем на 20% – для этого использовалось суперкомпьютерное моделирование и технологии компьютерной оптимизации для решения задач внешней аэродинамики и генерации формы обтекателя, обладающего аэродинамическим совершенством. Интегрированные ребра жесткости сделали летальный аппарат более прочным и жестким, и, что не менее важно, безопасным для экипажа в случае жесткой посадки на льдины в Северном Ледовитом океане.

 

Старт экспедиции, паралёт с Федором Конюховым и Игорем Потапкиным берёт курс на Северный полюс.

Фото с сайта https://konyukhov.ru/

  • «Разработка паралёта для полета в экстремальных условиях Арктики – конечно, это вызов и большая ответственность для инженеров Передовой инженерной школы СПбПУ «Цифровой инжиниринг».
  • Мы вместе со всем миром наблюдали за перелётом Федора Конюхова и Игоря Потапкина не только потому, что рекордный полет знаменитых путешественников – это колоссальный риск, но и потому что для нас, инженеров, установленный мировой рекорд – это очередное подтверждение того, что передовые технологии разработки цифровых двойников и цифровой сертификации эффективно работают и в случае разработки высокотехнологичного снаряжения для эксплуатации в сложных условиях Крайнего Севера и Северного полюса. Не говоря уже о том, что технология существенно экономит время создания – специализированная оснастка была разработана и изготовлена менее, чем за 2 месяца, а сам новый композитный обтекатель был изготовлен по технологии вакуумной инфузии всего за 3 недели.
  • Новый мировой рекорд Федора Конюхова и Игоря Потапкина, иллюстрирующий локальное достижение национальной цели – технологического лидерства – это, в том числе, и победа наших инженеров-политехников, и я сердечно поздравляю Федора Конюхова, который является Почетным доктором СПбПУ, Игоря Потапкина, всех политехников и наших коллег из Росатома
    – прокомментировал перелёт Федора Конюхова проректор по цифровой трансформации СПбПУ, руководитель Передовой инженерной школы СПбПУ «Цифровой инжиниринг» Алексей Боровков.

На Северном полюсе легендарный путешественник развернёт одиночную дрейфующую полярную мини-станцию для продолжения реализации научной программы Института океанологии РАН им. П.П. Ширшова. Исследования включают в себя комплекс сбора данных: изучение сейсмической активности дна Северного Ледовитого океана, интенсивности таяния и маршруты дрейфа паковых льдов, а также степени загрязнения океанской воды микропластиком.

Напомним, что для Передовой инженерной школы СПбПУ разработка снаряжения для спорта высших достижений и эксплуатации снаряжения в экстремальных условиях – не первый опыт. В конце 2022 года инженеры ПИШ СПбПУ спроектировали новые сани с улучшенными аэродинамическими, прочностными и жесткостными характеристиками и показателями управляемости для российского спортсмена, трехкратного чемпиона мира и двукратного обладателя Кубка мира по санному спорту Романа Репилова. Сани были изготовлены на предприятиях госкорпорации «Ростех». 24 декабря 2022 года Роман Репилов на новых санях стал победителем «Кубка Федерации» по итогам четырёх заездов с результатом 3 минуты 27 секунд 211 тысячных секунды, развив во время заезда максимальную скорость на трассе 140,241 км/ч.

Подробнее на сайте https://konyukhov.ru Фёдор Конюхов и Игорь Потапкин достигли Северного полюса и установили мировой рекорд

Новости на сайте по теме публикации: