Список выполненных НИОКР

«Исследовательские работы по разработке экспериментальной технологии создания цифрового двойника морского газотурбинного двигателя и редуктора в составе агрегата»

Отрасли промышленности:
Период проведения 2021-2023

По заказу АО «ОДК» специалисты Инжинирингового центра «Центр компьютерного инжиниринга» (CompMechLab®) (ИЦ «ЦКИ») СПбПУ – ключевого подразделения Центра НТИ СПбПУ – приступили к реализации масштабного проекта по разработке цифрового двойника морского газотурбинного двигателя и редуктора в составе агрегата.

В числе целей проекта, рассчитанного на 3 года, – разработка экспериментальной технологии создания цифрового двойника (ЦД) морского газотурбинного двигателя (ГТД), развитие подходов системного инжиниринга на основе моделей в обеспечение устойчивого развития корабельных газотурбинных двигателей и агрегатов, создание ЦД двигателя М90ФР на базе Цифровой платформы CML-Bench™, являющейся собственной разработкой ИЦ «ЦКИ».

ГТД М90ФР применяется в составе дизель-газотурбинного агрегата М55Р, поставляемых для новейших фрегатов проекта 22350. В 2020 году ОДК осуществила поставку «Северной верфи» двух первых агрегатов М55Р для фрегата «Адмирал Головко». На текущий момент после успешно проведенных испытаний третий агрегат отгружен заказчику для фрегата «Адмирал Исаков», и проводятся испытания четвертого агрегата для укомплектования этого корабля. Предполагается, что М90ФР станет основой для перспективных морских двигателей. В частности, ОДК прорабатывает варианты создания двигателей мощностью 25–35 МВт на базе М90ФР.

По результатам реализации проекта Центр НТИ СПбПУ предоставит корпорации высокоточные верифицированные численные математические модели, модули цифровой платформы для создания ЦД морского ГТД и методику разработки морского ГТД на основе моделей и ЦД.

Александр Тамм, и.о. начальника отдела по взаимодействию с ОПК Центра НТИ СПбПУ: «Наша задача – произвести адаптацию под нужды ОДК единой программно-технологической платформы CML-Bench™. По сути, стоит задача взаимоувязать ключевые технологии и методики проектирования, существующие у заказчика, перенести опыт разработки в цифровую среду; дать возможность и инженеру-технологу, и главному конструктору работать в прозрачном процессе подтверждения требований к изделию. Наряду с задачей формирования цифрового опыта проектирования также необходимо разработать цифровые модели двигателя, редуктора, провести широкий спектр виртуальных испытаний, выйдя затем на разработку модификаций установки».

Заместитель генерального директора – генеральный конструктор ОДК Юрий Шмотин: «Цифровизация сокращает сроки и стоимость создания морских газотурбинных двигателей нового поколения. Кроме того, цифровой двойник позволит нам предложить заказчикам экономически выгодную услугу – контракт полного жизненного цикла, подразумевающий поставку и обслуживание двигателя на всех этапах эксплуатации».

Кирилл Пятунин, начальник конструкторского отдела систем инженерного анализа предприятия «ОДК»: «В рамках государственного заказа, соисполнителем которого выступает СПбПУ Петра Великого, мы запустили проект по разработке цифровой платформы для создания и управления данными цифровых двойников двигателей, проведения виртуальных испытаний ГТД, узлов и систем, диагностики и прогнозирования технического состояния двигателей. Платформа будет применяться во всех последующих разработках новых изделий ПАО «ОДК-Сатурн», в частности – морского ГТД мощностью 25 МВт».

Проект реализуется в 4 этапа:

  • Этап 1 – подготовка базовых компонентов цифрового двойника, 1 очередь.
  • Этап 2 – разработка экспериментальной технологии создания цифрового двойника ГТД, 1 очередь.
  • Этап 3 – подготовка базовых компонентов цифрового двойника, 2 очередь. Разработка экспериментальной технологии создания цифрового двойника ГТД, 2 очередь. Апробация технологии цифрового двойника, 1 очередь.
  • Этап 4 – разработка экспериментальной технологии создания цифрового двойника ГТД, 3 очередь. Апробация технологии цифрового двойника, 2 очередь.

Срок окончания работ – октябрь 2023 года.

В соответствии с техническим заданием по проекту за это время будет разработано 6 программных продуктов, входящих в состав модулей цифровой платформы, более 380 численных математических моделей систем и узлов ГТД, проведено почти 2000 виртуальных испытаний.

Модель редуктора морского ГТД М90ФР


Полное название проекта: «Исследовательские работы по разработке экспериментальной технологии создания цифрового двойника морского газотурбинного двигателя и редуктора в составе агрегата»

Государственный заказчик: Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Государственный контракт от 29.12.2020 г. № 2023020101242000000000000/20208.4470019.09.009 между предприятием «ОДК» и Минпромторгом России, идентификатор 2023020101242000000000000)

Головной исполнитель: Предприятие «ОДК»

Соисполнители: Инжиниринговый центр «Центр компьютерного инжиниринга» (CompMechLab®) (ИЦ «ЦКИ») СПбПУ; Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова

Руководитель работ от СПбПУ: проректор по цифровой трансформации, руководитель Центра НТИ СПбПУ, руководитель ИЦ «ЦКИ» СПбПУ А.И. Боровков