Студенты ПИШ «Высшая школа авиационного двигателестроения» ПНИПУ посетили Передовую инженерную школы СПбПУ «Цифровой инжиниринг»

16 августа 2024 года Передовую инженерную школу Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого «Цифровой инжиниринг» (ПИШ СПбПУ) посетила группа студентов Передовой инженерной школы «Высшая школа авиационного двигателестроения» Пермского национального исследовательского политехнического университета (ПИШ ПНИПУ) под руководством заместителя директора ПИШ ПНИПУ Анны Каменских.
Магистранты познакомились с ведущими разработками ПИШ СПбПУ, узнали интересные факты богатой истории Политехнического университета и побывали с экскурсией в современных научно-образовательных пространствах, где ведутся исследования и научно-технологические разработки мирового уровня.

Напомним, что Передовая инженерная школа СПбПУ «Цифровой инжиниринг» занимает лидирующие позиции среди участников федерального проекта «Передовые инженерные школы» и регулярно делится опытом с другими ПИШ.

ПИШ СПбПУ «Цифровой инжиниринг» обладает уникальными компетенциями по направлению цифровой инжиниринг, имеет уникальный арсенал мультидисциплинарных САх-систем, разрабатывает цифровую платформу по разработке и применению цифровых двойников CML-Bench^®, по праву считается создателем технологии разработки цифровых двойников наукоемких высокотехнологичных промышленных изделий и обладает обширным портфелем проектов в сфере авиационного двигателестроения и энергомашиностроения.

Передовая инженерная школа СПбПУ «Цифровой инжиниринг» тесно сотрудничает с АО «Объединённая двигателестроительная корпорация» (АО «ОДК», входит в Госкорпорацию «Ростех»). ПИШ СПбПУ и АО «ОДК» ведут совместные НИОКР, вместе развивают образовательные программы и создают научно-технологическую образовательную инфраструктуру. Так, в 2024 году в ПИШ СПбПУ «Цифровой инжиниринг» совместно с АО «ОДК» были открыты два пространства:

• интерактивный комплекс «Передовые цифровые технологии в двигателестроении» и
• демонстрационный стенд «Авиационный двигатель с системой контроля».

Научные центры и производственные предприятия АО «ОДК» также являются партнёрами Передовой инженерной школы «Высшая школа авиационного двигателестроения» ПНИПУ. Деятельность ПИШ ПНИПУ «Высшая школа авиационного двигателестроения» сосредоточена на  построении новой системы образования, формирующей инженерные компетенции и мышление в инженерной деятельности, в которой проектирование авиадвигателя дополняется проектированием производственного цикла, планера и жизненного цикла самолета; включающей опыт проектной и командной работы, решение научно-технологических и исследовательских задач, имитацию системы разделения труда в отрасли гражданского авиадвигателестроения, а также опыт работы на предприятиях отрасли совместно с наставниками-практиками.

В начале экскурсии студенты ПИШ ПНИПУ посетили научно-исследовательский корпус «Технополис Политех», который представляет собой центральную площадку для научно-исследовательских и инновационных разработок, объединяя под одной крышей лаборатории и научные центры.

Директор Института передовых производственных технологий СПбПУ Валерий Левенцов поприветствовал студентов ПИШ ПНИПУ, кратко рассказал об истории и успехах Политехнического университета. Валерий Александрович подчеркнул, что Передовая инженерная школа «Цифровой инжиниринг» СПбПУ выступает драйвером развития всего университета, перечислил основные предметные области научно-исследовательских, научно-технологических и образовательных интересов школы и отметил значимые проекты, реализованные совместно с индустриальными партнерами.

• «Мы видим широкий потенциал федерального проекта не только в выстраивании кооперации университетов и промышленных предприятий, но в развитии партнерских связей между передовыми инженерными школами разных вузов, который приведет к синергии лучших образовательных инструментов и современных научных достижений для роста экономики страны, обеспечения национального суверенитета и технологического лидерства»,
  – заключил директор Института передовых производственных технологий СПбПУ Валерий Левенцов.

В лаборатории турбиностроения им. И.И. Кириллова студенты ПИШ ПНИПУ ознакомились с демонстрационным стендом «Авиационный двигатель с системой контроля» ПИШ СПбПУ «Цифровой инжиниринг», который был открыт при поддержке АО «ОДК-Климов».

Заместитель директора научно-образовательного центра «Авиационные двигатели и энергетические установки» (НОЦ) ПИШ СПбПУ «Цифровой инжиниринг», директор Высшей школы энергетического машиностроения Института энергетики СПбПУ Алёна Алешина и младший научный сотрудник НОЦ «Авиационные двигатели и энергетические установки» ПИШ СПбПУ, ассистент Высшей школы энергетического машиностроения Института энергетики СПбПУ Михаил Лаптев рассказали о составе стенда и основных задачах научно-образовательного пространства.

Пространство стенда включает в себя площадку с двигателем ТГ-16 для проведения лабораторных работ, демонстрационную площадку с лабораторно-учебными стендами, учебный класс с 12 рабочими местами для студентов, обучающимися по совместной с АО «ОДК» магистерской программе «Передовые цифровые технологии в двигателестроении», для выполнения лабораторных и практических работ. Стенд также включает макеты авиационных двигателей, симулятор дефектов роторных машин Магнум MFS-MG, лабораторию «Аэродинамика и аэромеханика ЛА» и систему модального анализа.

• «Лабораторно-учебные стенды на верхнем ярусе можно объединить в один комплекс для аэродинамических исследований. Представленная большая аэродинамическая труба была закуплена недавно и сейчас проходит пуско-наладочные работы. В дальнейшем планируется использование установки для работ в рамках проектирования с использованием аддитивных технологий. С помощью аэродинамической трубы магистранты ПИШ СПбПУ будут проверять аэродинамические свойства разрабатываемых профилей и частей авиационного двигателя, напечатанных на 3D-принтере, и анализировать полученные результаты для улучшения характеристик изделия»,
  – привел пример Лаптев Михаил.

Помимо образовательных задач на стенде ведется разработка математических и компьютерных моделей элементов газотурбинной установки и экспериментального стенда для отработки системы автоматического управления. Работы по решению наукоемких мультидисциплинарных задач современного двигателестроения осуществляются совместно специалистами НОЦ «Авиационные двигатели и энергетические установки» ПИШ СПбПУ и инженерами АО «ОДК-Климов» с использованием подходов модельно-ориентированного системного цифрового инжиниринга и технологии цифровых двойников газотурбинных двигателей.

Далее студенты ПИШ ПНИПУ посетили Суперкомпьютерный центр «Политехнических» (СКЦ), который объединяет огромные вычислительные мощности с достижениями современных вычислительных наук. СКЦ располагает вычислительными системами разной архитектуры с общей пиковой производительностью более 4.5 ПФлопс, обеспечивая первое место среди университетов в системе Минобрнауки России.

• «Для решения задач наукоёмких проектов, осуществляемых в интересах индустриальных партнеров, представляющих 10 отраслей промышленности, инженеры и магистранты ПИШ СПбПУ  выполняют в среднем 100 цифровых (виртуальных) испытаний в сутки, используя для этого 58 000 ядер высокопроизводительной вычислительной системы. Благодаря развитой архитектуре СКЦ “Политехнический” позволяет регулярно и быстро выполнять такие сложные расчеты»,
  – отметил главный специалист отдела программного обеспечения Управления СКЦ Антон Лукьянов.

В продолжение визита студенты ПИШ ПНИПУ посетили интерактивный комплекс «Передовые цифровые технологии в двигателестроении», где начальник отдела перспективных разработок в двигателестроении Передовой инженерной школы СПбПУ «Цифровой инжиниринг» Александр Себелев провел демонстрацию уникального платформенного решения инженеров СПбПУ – Цифровой платформы по разработке и применению цифровых двойников CML-Bench^®.

Александр Себелев подчеркнул, что Цифровая платформа CML-Bench^® является основным инструментом для выполнения прорывных НИОКР в интересах компаний-партнёров и площадкой для обучения высококвалифицированных инженерных кадров в ПИШ СПбПУ «Цифровой инжиниринг».

• «Цифровая платформа отражает новый подход к проектированию изделий с помощью технологии цифровых двойников. Двигателестроение является одной из отраслей, с которыми мы наиболее активно и тесно работаем на протяжении последних нескольких лет. Наши разработки уже успели доказать применимость технологии цифровых двойников и оказать влияние на направление развития всей отрасли двигателестроения»,
  – заключил Александр Себелев.

Напомним, что 2 сентября 2024 года в ПИШ СПбПУ стартует дистанционное обучение в рамках онлайн-курса «Цифровые двойники изделий». Курс направлен на изучение технологии, основных понятий и терминов, общих положений разработки и применения цифровых двойников в высокотехнологичной промышленности. Обучение будет полезно всем, кто желает освоить данную технологию, включая магистров, инженеров, специалистов и аспирантов.

Далее Александр Себелев рассказал о важных проектах ПИШ СПбПУ в отрасли двигателестроения, среди которых выделил следующие разработки:

• наполнение и валидация цифрового двойника ТВ7-117СТ-01 по результатам испытаний для АО «ОДК-Климов»;
• разработка экспериментальной технологии создания цифрового двойника морского газотурбинного двигателя в интересах ПАО «ОДК-Сатурн»;
• разработка технологии создания цифрового двойника редуктора типа РО55 для ПАО «Звезда»;
• разработка малоразмерного турбовинтового двигателя CML-180/240.

Стоит отметить, что Цифровая платформа по разработке и применению цифровых двойников CML-Bench^® неоднократно побеждала на Всероссийских и Международных конкурсах и получила ряд престижных премий. Так, 17 июня 2024 года Передовая инженерная школа СПбПУ «Цифровой инжиниринг» стала обладателем премии Digital Leaders Award – 2024 в номинации «Импортозамещение: продукт года» за разработку Цифровая платформа по разработке и применению цифровых двойников CML-Bench^®.

Александр Александрович также более подробно представил образовательную программу «Передовые цифровые технологии в двигателестроении», реализуемую в партнерстве с АО «ОДК», ПАО «ОДК-Сатурн», АО «ОДК-Климов». Программа направлена на подготовку высококвалифицированных специалистов, способных осуществлять проектирование газотурбинных двигателей с применением технологий цифрового инжиниринга, технологии цифровых двойников, других передовых цифровых технологий и формировать прорывные направления в науке и технике. С первого курса обучения магистранты принимают участие в разработке реальных НИОКР для индустриальных партнеров и проходят практику на производственных площадках АО «ОДК», ПАО «ОДК-Сатурн», АО «ОДК-Климов».

• «Подготовленные специалисты нацелены на создание и внедрение инноваций на действующих предприятиях двигателестроительной отрасли для повышения конкурентоспособности выпускаемой продукции и создания опережающих технологий в процессе проектирования и производства газотурбинных двигателей»,
  – подвел итог Александр Себелев.

Последним пунктом в программе визита стало посещение лаборатории «Полимерные композиционные материалы» ПИШ СПбПУ «Цифровой инжиниринг». Инженер лаборатории «Моделирование технологических процессов и проектирование энергетического оборудования» Передовой инженерной школы СПбПУ «Цифровой инжиниринг» Елизавета Бобрынина пояснила, что в последние несколько лет направление композиционных материалов перешло на новый этап развития в связи с необходимостью импортозамещения иностранных материалов и оборудования. Для ответа на современные вызовы промышленности, науки и образования была открыта лаборатория «Полимерные композиционные материалы», которая стала первым шагом на пути к созданию ведущего центра компетенций по термопластичным полимерным композиционным материалам в России на базе ПИШ СПбПУ.

Лаборатория объединяет ключевых производителей волокон, полимеров, препрегов, разработчиков технологического оборудования, производителей конечной продукции и ученых ПИШ СПбПУ для проведения перспективных исследований, подготовки высококвалифицированных кадров и развития отрасли.

• «Композиционные материалы широко используются в авиационной промышленности, так как позволяют снизить прямые эксплуатационные расходы на содержание самолетов и повысить их эффективность. Следовательно, развитие направления композиционных материалов позволит инженерам эффективно заместить продукцию ушедших иностранных поставщиков и в будущем реализовать новое поколение отечественных высокопроизводительных воздушных судов для нужд гражданской и военной авиации»,
  – подчеркнула Елизавета Бобрынина.

Студенты ПИШ ПНИПУ «Высшая школа авиационного двигателестроения» с интересом ознакомились с разработками специалистов лаборатории «Полимерные композиционные материалы», изучили образцы и задали интересующие вопросы по обучению на магистерской программе «Механика полимерных и композиционных материалов», успешно реализуемой в Передовой инженерной школе СПбПУ «Цифровой инжиниринг».

По итогам визита гости высоко оценили компетенции Передовой инженерной школы СПбПУ «Цифровой инжиниринг» в развитии технологий системного цифрового инжиниринга и их внедрении в высокотехнологичную промышленность. Студенты узнали о реализованных проектах в двигателестроении и авиастроении в интересах индустриальных партнеров и были удивлены глубокой проработкой образовательных программ ПИШ СПбПУ «Цифровой инжиниринг», которые готовят инженерные кадры для решения актуальных фронтирных инженерных задач.