Цифровая платформа по разработке и применению цифровых двойников CML-Bench®
Уникальный онлайн-курс «Цифровые двойники изделий»
Список выполненных НИОКР

Паралёт Федора Конюхова (2023-2024 гг.)

Отрасли промышленности:
Период проведения 2023-2024

Знаменитый путешественник, почетный доктор СПбПУ Федор Конюхов и пилот, мастер спорта международного класса Игорь Потапкин установили мировой рекорд, первыми в мире достигнув Северного полюса на двухместном паралёте (мотопараплане) со сверхлегким и прочным композитным обтекателем совершенной аэродинамической формы, разработанным инженерами Передовой инженерной школы СПбПУ «Цифровой инжиниринг».

  • Даты полета: 7–8 июля 2024 года
  • Протяженность: 440,51 км
  • Длительность: 10 часов 13 минут
  • Высота: 267–835 метров
  • Средняя скорость: 47 км/ч

Осенью 2023 года команда российского путешественника Федора Конюхова обратилась к специалистам Передовой инженерной школы СПбПУ «Цифровой инжиниринг» с заказом на оптимизацию мотопараплана (паралёта) для рекордного перелета к Северному полюсу.

Точкой старта для полета был выбран район острова Рудольфа – самой северной точки Земли Франца-Иосифа, куда экипаж и мотопараплан доставит атомный ледокол «50 лет Победы». После взлета пилотам предстояло преодолеть около 500 км, приземлиться на льдину и дождаться прибытия ледокола.

В соответствии с поставленной задачей инженеры ПИШ СПбПУ взялись за проектирование обтекателя, необходимого для повышения КПД мотопараплана (улучшение аэродинамики), защиты пилотов и конструкции от выхолаживания в высоких широтах Арктики, установления приборной доски для удобства управления аппаратом, увеличения дальности полета, а также повышения безопасности полета и сохранности экипажа в случае экстренной посадки, в том числе на воду.

Проект реализован за полгода – от постановки задачи до проведения летных испытаний – в несколько этапов.

«Это будет впервые: от побережья Земли Франца-Иосифа долететь до Северного полюса на мотопараплане. Да, я ходил на лыжах, я ходил на собаках, я ходил на ледоколе, летал на самолете, а на мотопараплане – никто: ни мы, Россия, ни другие. В мире – никто. У нас все есть технологии, у нас есть и люди. Я сейчас смотрю на Политех – всё есть. Надо только этих людей зарядить, чтобы они это сделали».

путешественник, писатель, художник, почетный доктор СПбПУ
Федор Конюхов
 

 

Первый этап

Постановка задачи: проектирование обтекателя паралёта

  • Постановка задачи (формализация требований от заказчика).
  • Формирование матрицы целевых показателей и ресурсных ограничений.

Второй этап

Оцифровка конструкции паралёта

Сканирование конструкции.

  • Создание параметрической модели.

  • Очистка модели и рассадка манекенов.
  • Интеграция 2 топливных баков по 75 л.

Третий этап

Проектирование обтекателя и оптимизация

Цифровое проектирование и моделирование.

  • Оптимизация на Цифровой платформе CML-Bench®.

  • Проведение цифровых (виртуальных) испытаний.
  • Модернизация конструкции и доводка обтекателя.
  • Подготовка РКД.

«У паралёта мягкое крыло, он уникален по свойствам взлета и посадки, может взлететь с небольшой площадки в 100 метров. Надо учесть, что летом лед меняет свойства, покрывается водой, образуются лужи, трещины, которые надо объезжать. Взлетая с полной заправкой и максимальным весом, нужно не попасть в трещину. Это достаточно сложно сделать. Но самое страшное – это обледенение.

В воздухе очень много влаги, и с этой проблемой сталкивались все, кто летал в зоне Арктики. До нас никто не совершал такого на паралёте – сверхлегком летательном аппарате».

двукратный чемпион мира по мотопарапланерному спорту, мастер спорта международного класса
Игорь Потапкин
 

 

Четвертый этап

Производство (материалы – Umatex, композитный дивизион госкорпорации «Росатом», изготовление – Средне-Невский судостроительный завод)

Панель обтекателя – трехслойный углепластик с полиэфирным армирующим материалом.

  • Усиливающие пояса из однонаправленной высокомодульной углеленты.
  • Топливные баки – углеткань с саржевым плетением, опрессованная под давлением 2 Атм.
  • Экспертное сопровождение производства сотрудниками ПИШ СПбПУ.

Пятый этап

Натурные испытания

  • Проведение летных испытаний 5 июня 2024 года на аэродроме «Кречевицы» (Новгородская область).

  • Окончательная доводка паралёта.

«В целом, я как главный инженер проекта, Игорь как пилот, мы считаем, что испытания прошли успешно. По уверению Игоря, мы достигли всех тех целей, которые ставили перед собой: в первую очередь действительно комфорта полета, у нас все хорошо на облете с нашими топливными баками, которые мы интегрировали в конструкцию, и общая жесткость паралёта повысилась. Особенно на посадке это чувствуется – он стал жестче, комфортнее, и мы теперь не боимся каких-то ударов в случае экстремальных условий посадки».

научный сотрудник Инжинирингового центра (CompMechLab®) ПИШ СПбПУ
Максим Никитин
 

 

Итоги проекта

Масса обтекателя с баками: 23 кг (–30% от установленных ранее).

  • Снижение аэродинамического сопротивления на 20%.
  • Повышение прочности и безопасности аппарата посредством интегрированных ребер жесткости.
  • Проектная дальность полета: 1200 км.

Уже через месяц после передачи команде Федора Конюхова обновленного паралёта состоялся первый в мире полет на мотопараплане от Земли Франца-Иосифа к Северному полюсу протяженностью 440,51 км, который продлился с 16:29 7 июля до 02:42 8 июля (мск) при средней скорости полета 47 км/ч и проходил в коридоре 57–60 градусов восточной долготы.

«Мировой рекорд – это всегда высокие технологии. И я очень рад, что мы дожили до того времени, когда мы можем здесь, в России, обсуждать и заказывать высокотехнологичные проекты. Я в своей книге писал: 20 лет назад в наших проектах из российского был только паспорт Федора Филипповича. Все остальное мы заказывали за рубежом: технологии, расчеты, материалы, оснастку… А сейчас это всё появилось у нас, в нашей стране».

руководитель экспедиционного штаба Федора Конюхова
Оскар Конюхов