Как ПД-14 «учится работать»: математическое моделирование

Двигатель создаётся в два раза дольше, чем самолёт. Это не шутка — это реальность, о которой говорил Александр Иноземцев, генеральный конструктор ОДК-«Авиадвигатель». Когда коллектив «Яковлева» проектирует планер, авионику и системы управления, пермские моторостроители уже несколько лет считают, моделируют и доводят сердце самолёта — двигатель. И если самолётные «четыре птицы» — это уровни проверки готовой машины, то у двигателя своя пирамида, и в её основе лежит не стенд, а математическое моделирование (не «докрутим в полёте», а посчитаем заранее).

Раньше двигатель доводили «по факту»: поставили на самолёт, полетели — что сломалось, то и улучшаем. Это дорого, долго и рискованно. Сегодня такой подход невозможен: требования к безопасности и экономике слишком высоки. На «Авиадвигателе» уже более 10 лет действует приказ, запрещающий нажимать любую кнопку на любом испытании без предварительного оформления прогноза результатов на основе математической модели.

Современный двигатель рождается в цифре:

ПД‑14 — первый российский авиадвигатель, созданный по строгой системе контрольных точек (гейтов) и с тотальным упором на математическое моделирование. Его проектировали не «чтобы работало», а «чтобы точно работало так, как нужно». 

 

Математическое моделирование — фундамент точности

Александр Иноземцев прямо говорит: «Цифровой двойник — это звонкий маркетинговый термин, придуманный продавцами софта. На самом деле все разработчики знают понятие математической модели — либо процесса, либо объекта. И её ценность определяет степень близости к реальному процессу или объекту».

Что это значит на практике? Прежде чем отлить первую лопатку, конструкторы математически моделируют:

  • Газодинамику — как воздух проходит через компрессор, камеру сгорания и турбину, это сотни миллионов расчётных ячеек и недели счёта на суперкомпьютере.
  • Термомеханику — как детали нагреваются, расширяются и деформируются. Лопатка турбины работает при температурах, близких к температуре плавления материала, и должна не треснуть и не потерять форму.
  • Вибрации — какие колебания возникают в роторе и лопатках на разных оборотах
  • Прочность и усталость — выдержит ли деталь расчётные нагрузки и ресурс, сколько циклов выдержит диск турбины, как поведут себя сварные и болтовые соединения при вибрациях и резких изменениях режима.
  • Охлаждение лопаток — как воздух проходит внутри полых лопаток турбины, сложная система микроканалов внутри лопатки, которая должна отводить тепло так, чтобы материал не деградировал.
  • Систему управления — как электроника регулирует подачу топлива на всех режимах

Точность модели — это не абстрактное понятие. В ОДК действует внутренний принцип: нельзя запускать испытание без прогноза результата на основе модели. Если расчёт и реальность не совпали — разбирают, почему модель ошиблась, и улучшают её.

Мощность вычислительного центра ОДК-«Авиадвигатель» — 220 терафлопс. Это серьёзная цифра, но даже её не хватает. Связанный тепло-газодинамический расчёт только одного узла — турбины высокого давления — требует расчётной сетки размерностью в 480 миллионов элементов. На самых мощных машинах такие расчёты идут неделями. А ведь нужно несколько итераций.

Результат? Отклонение математической модели от реальных испытаний ПД-14 составило всего 0,4–4% по давлению. Для газодинамики это потрясающая точность. Именно поэтому математическое моделирование позволяет заменить часть натурных испытаний виртуальными — и тем самым сократить сроки и стоимость разработки.

Конечные результаты шести гейтов до серийного производства ПД-14

ПД-14 стал первым российским авиационным двигателем, создаваемым по гейтовой системе (gate-technology) — поэтапной модели управления проектом, где каждый «гейт» — это контрольная точка (ворота) служит контрольным рубежом: без его прохождения переход к следующему этапу невозможен. 

Гейт 1 — июль 2008 г. Обоснование проекта: экономическая, техническая и технологическая целесообразность создания двигателя подтверждена. Старт финансирования — 12,8 млрд рублей. Головной разработчик — ОАО «Авиадвигатель» (Пермь), научное сопровождение — ЦИАМ им. П. И. Баранова…(aviaport.ru)

Гейт 2 — март 2010 г. Защита аванпроекта. Представлена кооперация по изготовлению газогенератора и предложения по кооперации по выпуску двигателя. Проведён детальный анализ рынка. В том же году запущен демонстратор газогенератора — в первые часы испытаний успешно измерено более 800 параметров…(aviaport.ru)

Гейт 3 — июль 2011 г. Защита эскизного проекта. Конфигурация двигателя «заморожена»: двухвальная схема, безредукторный привод вентилятора, 8-ступенчатый компрессор высокого давления, 2-ступенчатая турбина, 14 модулей (половина — сменные без съёма с крыла). Отработаны 16 критических технологий, создано около 20 новых материалов. Ключевые новации: широкохордные полые титановые лопатки вентилятора (минус 30% массы), блиски в КВД, керамические теплозащитные покрытия второго поколения, интерметаллидный сплав в камере сгорания, активное управление зазорами в турбине, композитная мотогондола (65% по массе — ПКМ)…(aviaport.ru)

Гейт 4 — октябрь 2014 г. Получены твёрдые заказы, определены технические спецификации. К этому моменту уже собраны и испытаны двигатель-демонстратор (запуск — июнь 2012 г.) и второй двигатель (запуск — январь 2014 г.), отработаны эмиссия, акустика, радиальные зазоры…(aviaport.ru)

Гейт 5 — май 2015 г. Выпущена конструкторская документация на опытную партию двигателей. Параллельно идут подготовка производства и изготовление двигателей опытной партии сборкой на серийном заводе — «Пермском моторном заводе». За 2015–2016 гг. собрано по четыре опытных двигателя для инженерных, ресурсных и иных испытаний…(aviaport.ru)

Климатические испытания авиационных двигателей
ПД-14 на испытательном стенде в Новых Лядах

Гейт 6 — октябрь 2018 г. → февраль 2021 г. Сертификация и допуск к серийному производству. Сертификат типа Росавиации получен 15 октября 2018 г.. Разрешение на серийное производство — в феврале 2021 г. В рамках сертификационных испытаний проведены:

  • обрыв лопатки вентилятора,
  • заброс крупной и мелкой птицы,
  • шквального града, воды, пластин льда,
  • испытания на расцепление вала ТНД,
  • а также уникальное испытание на воздействие вулканического пепла (пепел вулкана Шивелуч, Камчатка) — ПД-14 стал первым отечественным двигателем, прошедшим такую проверку…(ru.wikipedia.org* )

Пирамида проверок: от математики до реального полёта

Если у самолёта — «четыре птицы», то у двигателя — шесть уровней проверки, каждый из которых ближе к реальности и дороже ошибки.

  1. Математическое моделирование — газодинамика, термомеханика, вибрации, прочность. Считается на суперкомпьютерах, стоит только времени и вычислительных мощностей
  2. Стендовые испытания узлов — компрессор, турбина, камера сгорания проверяются по отдельности на спецстендах ОДК и ЦИАМ.
  3. Испытания полноразмерного двигателя — тяга, расход, вибрации, эмиссия, шум. На закрытом и открытом стендах «Пермских моторов»
  4. Высотные стенды ЦИАМ — имитация полёта на высоте 11 км при скорости М=0,8. В России такой стенд — только один, в Лыткарино.
  5. Летающая лаборатория Ил-76ЛЛ — двигатель в реальном полёте, но не на своём самолёте
  6. Натурные испытания на МС-21 — финальный этап: интеграция двигателя с самолётом

Сводная таблица: пирамида проверки двигателя ПД-14

Уровень

Что проверяют

Где

Математическое моделирование Газодинамика, термомеханика, вибрации, прочность, охлаждение, система управления Вычислительный центр ОДК (220 терафлопс)
Стендовые испытания узлов Компрессор, турбина, камера сгорания — по отдельности Спецстенды ОДК и ЦИАМ
Полноразмерный двигатель Тяга, расход, вибрации, эмиссия, шум Стенды «Пермских моторов», Новые Ляды
Высотные стенды Работа на высоте 11 км, М=0,8; пуск; обледенение; пепел НИЦ ЦИАМ, Лыткарино (единственный в РФ)
Летающая лаборатория Двигатель в реальном полёте, ~2000 параметров Ил-76ЛЛ, ЛИИ им. Громова, Жуковский
Реальный самолёт Интеграция двигателя с самолётом — финал Опытные борта МС-21-310

Высотный стенд — то, чего нет у самолёта

Самолётную «железную птицу» строят на земле — она не имитирует высоту и скорость. А двигателю это критично: на высоте 11 км воздух разреженный, давление в 5 раз ниже, температура минус 56 °C. Но двигатель должен работать и там, и на взлёте в Дубае при +50 °C.

Для этого в ЦИАМ им. Баранова есть высотные стенды — гигантские термобарокамеры, которые создают условия полёта на земле: засасывают воздух, разрежают его, охлаждают или нагревают, подают в двигатель. Высотная компрессорная станция и комплекс холодильно-осушительных машин обеспечивают подачу охлаждённого воздуха в количестве 210 кг/с.

Без этого стенда ни один отечественный двигатель не допускается к лётным испытаниям. Основные сертификационные испытания ПД-14 прошли именно здесь. За период с 1955 по 1991 год на высотных стендах ЦИАМ было испытано более 900 двигателей. Первый этап высотных испытаний ПД-14  завершился 8 декабря 2015 года. ПД-14 стал первым за 30-летний перерыв отечественным гражданским двигателем, прошедшим эти испытания.

Здесь же проводились уникальные испытания на устойчивость к вулканическому пеплу. В газогенератор ПД-14 подавали измельчённый пепел камчатского вулкана Шивелуч — с концентрацией, допустимой европейскими нормами EASA. После часа работы двигатель разобрали — пепел не оказал значительного влияния на элементы проточной части. Это были первые в России испытания такого рода.

Летающая лаборатория — «полуптица»

3 ноября 2015 года состоялся первый вылет Ил-76ЛЛ с двигателем ПД-14

Прежде чем поставить двигатель на МС-21, его вешают под крыло Ил-76ЛЛ — летающей лаборатории. Самолёт летит на трёх старых проверенных двигателях Д-30КП, а четвёртый — испытуемый ПД-14. Это уже реальный полёт, но двигатель ещё не интегрирован в системы самолёта: он просто работает в воздухе.

Подготовка Ил-76ЛЛ к испытаниям ПД-14 заняла около двух лет. В грузовом отсеке оборудовали рабочие места для инженеров-испытателей, оснащённые бортовыми компьютерами и средствами мониторинга. За работой двигателя в полёте следят около 2000 параметров. В экипаже — 6 членов лётного состава и 6 инженеров-испытателей.

15 декабря 2020 года состоялся первый полёт МС-21-310 с двигателем ПД-14

Первый полёт Ил-76ЛЛ с двигателем ПД-14 состоялся 03 ноября 2015 года. Полёт продолжался 40 минут. Было выполнено 9 полётов, общая наработка — 18 часов 42 минуты.

После каждого полёта двигатель осматривали представители «Авиадвигателя» — и принимали решение о следующем вылете.

Только после этого, 15 декабря 2020 года, двигатель ПД-14 впервые поднял в воздух МС-21-310. Полёт продолжался 1 час 23 минут.

Как ОДК и ОАК работают вместе

Это, пожалуй, самый важный и наименее известный аспект. Двигатель и самолёт проектируются параллельно, но они — единая система. Двигатель работает не в вакууме, а в потоке воздуха, обтекающем самолёт. И наоборот: двигатель влияет на аэродинамику крыла.

На ПД-14 ОДК-«Авиадвигатель» впервые в практике отечественного двигателестроения взяла на себя не только создание двигателя, но и проектирование мотогондолы, а также расчёт аэродинамического взаимодействия двигателя с пилоном и крылом самолёта. Раньше это делал разработчик планера. Теперь — двигательостроители, потому что именно они лучше всего понимают, как двигатель взаимодействует с набегающим потоком.

Александр Иноземцев объясняет: «Математическая модель взаимодействия мотогондолы двигателя, пилона и крыла — это наша часть. Это огромная задача, и для математиков она просто сказочно интересна. Если удастся обеспечить ламинарное обтекание мотогондолы такого размера, то уровень топливной эффективности можно поднять на 1–1,5%».

Это не теоретические рассуждения. 3D-модель ПД-14 на взлётном режиме считалась на вычислительном кластере мощностью около 7 терафлопс две недели — и показала отклонение от реальных испытаний всего 0,4–4% по давлению.

ЦАГИ: АДТ Т-128 с полумоделью SJ-100 с мотогондолами и модифицированными пилонами двигателя ПД-8

С другой стороны, ОАК (ПАО «Яковлев») проводит собственные расчёты и испытания узла «крыло — мотогондола — пилон». Например, в ЦАГИ в трансзвуковой аэродинамической трубе Т-128 испытывали полумодель SJ-100 с мотогондолами и модифицированными пилонами двигателя ПД-8. Сравнивали несколько конфигураций — исходную, предоставленную «Яковлевым», и модифицированную в институте. Модифицированный пилон подтвердил расчётные характеристики.

То есть работает двусторонний обмен: ОДК считает, как двигатель влияет на крыло; ОАК и ЦАГИ проверяют, как крыло и пилон влияют на двигатель. Результаты сопоставляются, уточняются, и математические модели обоих сторон становятся точнее.

Как «птицы-гейты» двигателя связаны с «птицами» самолёта

Уровни проверки двигателя и самолёта не живут отдельно — они соединены:

  • На «электронной птице» МС-21 (полунатурном стенде) установлен имитатор двигателя ПД-14 с реальными электронными блоками. Двигательные «мозги» подключены к самолётным «мозгам» — и проверяется, как они «разговаривают» во всех режимах: запуск, набор высоты, полёт, снижение
  • При газодинамическом моделировании двигателя математическая модель включает не только сам ПД-14, но и крыло, пилон и мотогондолу — потому что двигатель работает не в вакууме, а в потоке, обтекающем самолёт
  • Математическая модель двигателя используется как бортовая модель в системе автоматического управления — это позволяет улучшить эффективные характеристики и мониторинг в процессе эксплуатации
  • Данные реальных полётов МС-21 возвращаются в математические модели двигателя — и уточняют их для следующих модификаций и проектов

Замыкается круг: математическая модель → стендовые испытания → высотные испытания → летающая лаборатория → реальный самолёт → уточнённая модель → следующий проект.

Сертификационные испытания: пепел, птицы и обрыв лопатки

Создание двигателя — это не только расчёты и стенды. Есть испытания, которые невозможно заменить математикой. Их нужно проводить физически — для безопасности.

«Птицестойкость». На специальном стенде вентилятор двигателя обстреливают тушкой птицы из пушки — на полном обороте. Лопатка вентилятора ПД-14 — пустотелая, из титана, изготовленная методом диффузионной сварки и сверхпластической формовки. При обрыве она должна остаться внутри корпуса, не пробив крыло. Для этого испытания специалисты пермского КБ создали уникальную методику подрыва пирозаряда, гарантирующего отделение лопатки на заданном режиме.

28.10.2021 года. Двигатель ПД-14 испытали пеплом камчатских вулканов Шивелуч, Камчатка

Вулканический пепел. В 2021 году на стенде Ц-17Т ЦИАМ газогенератор ПД-14 час работал в условиях воздействия пепла камчатского вулкана Шивелуч. Испытания проводились по требованиям европейского агентства EASA. Результат: попадание пепла с максимально допустимой концентрацией 4 мг/м³ не приводит к снижению тяговых характеристик. После разборки нежелательных последствий не обнаружено.

Обрыв вала турбины низкого давления. Испытание доказало: при обрыве вала нет опасных последствий для двигателя и самолёта — конструкция локализует разрушение.

Все эти испытания — обязательные для сертификации. Но именно математическое моделирование позволяет заранее понять, что должно произойти, и спроектировать защиту до того, как двигатель попадёт на стенд.

Роль человека: 70% опыта и 30% технологий

Александр Иноземцев формулирует это предельно чётко: «Результат обеспечен на 70% опытом и на 30% — новейшими технологиями проектирования». И ещё: «Ни одна модель не может служить основанием для принятия окончательного решения. Оно должно приниматься только при условии проведения верификации на основании испытаний и, главное, — опыта».

Что это значит?

Математическая модель показывает, что должно произойти. Стенд подтверждает — действительно ли это произошло. Но решение — что делать дальше, менять конструкцию или принимать результат, — принимает инженер, опирающийся на свой опыт и знания. Софт ускоряет переработку массивов информации, необходимых для решения. Но само решение — за человеком.

На «Авиадвигателе» даже введён конкурс: те специалисты, у которых математические модели получаются наиболее близки к экспериментам, получают премии по 100–200 тысяч рублей. Это не просто поощрение — это система, которая делает точность моделирования главным критерием качества работы конструктора.

Особо важна роль человека в моделировании системы управления двигателем. На современных двигателях нет гидромеханического дублирования — только вычислительные машины. Если в их работе что-то пойдёт не так — катастрофа неминуема. Поэтому конструкторы сначала проводят математическое моделирование работы системы управления, а затем — все остальные испытания. И на всех этапах система должна поддерживать правильные параметры и правильно реагировать на их изменение.

Как и в случае с самолётом, цифровое сопровождение двигателя не заканчивается после сертификации. Математические модели сопровождают весь жизненный цикл: данные реальной эксплуатации уточняют модели, модели помогают прогнозировать состояние и планировать обслуживание. ОДК уже создала цифровые двойники двигателей АИ-222-25 для Як-130, Цифровой двойник ТВ7-117СТ-01 — и это только начало.

Цифровые инструменты и платформы в жизненном цикле авиадвигателя

Связь с гейтовой системой, назначение и роль в проектировании (на примере ПД-14 и новых проектов ОДК)

Гейтовая система контролирует готовность проекта к переходу на следующий этап. Но между гейтами живёт ежедневная инженерная работа, которая ведётся в цифровых инструментах и на платформах. Ниже показано, какой инструмент и на каком этапе используется, что он делает и зачем нужен — от первого эскиза до серийного производства и доводки.

Этап ЖЦ / Гейт Инструмент / Платформа Класс системы Назначение (что делает) Роль в жизненном цикле двигателя
Гейты 1-2
(2008-2010)
Обоснование и аванпроект
КОМПАС-3D (АСКОН) CAD — система автоматизированного проектирования Создание 3D-моделей компоновок, эскизных вариантов узлов. Проверка габаритов, вписываемости в мотогондолу. Контроль коллизий на ранней стадии. На защите аванпроекта (Гейт 2) показывают компоновочные модели, а не абстрактные схемы. CAD обеспечивает первый «цифровой прототип» конфигурации.
Гейт 3
(2011)
Эскизный проект, «заморозка» конфигурации
КОМПАС-3D + CML-Bench (СПбПУ / CompMechLab) CAD + SPDM (управление процессами и данными моделирования) КОМПАС-3D: детальная проработка 14 модулей, сборки, чертежи. CML-Bench: матрица требований (десятки тысяч показателей), автоматизация расчётных цепочек (газодинамика — прочность — тепло). Конфигурация «замораживается» не на словах, а в цифре: каждая деталь смоделирована, каждый узел просчитан. На гейте предъявляют и модели, и результаты виртуальных испытаний.
Гейты 3-4
(2011-2014)
Отработка 16 критических технологий
CML-Bench + CAE-системы (FlowVision, CAE Fidesys, ЛОГОС) SPDM + CAE (инженерный анализ: газодинамика, прочность, теплообмен) CML-Bench управляет расчётными цепочками: модель из CAD — газодинамический расчёт (FlowVision) — прочностной (Fidesys) — тепловой. Автоматизация, очереди на HPC-кластерах. 16 новых технологий (полые лопатки, блиски, керамические покрытия) проверяются виртуально до изготовления. CML-Bench хранит «дерево эволюции решений» — все варианты с историей изменений.
Гейты 4-5
(2014-2015)
Опытная партия, высотные испытания
КОМПАС-3D (чертежи) + CML-Bench (цифровые двойники) + ЦИАМ (натурный стенд) CAD + SPDM + натурные испытания КОМПАС-3D: выпуск рабочей документации на опытную партию. CML-Bench: цифровой двойник для виртуальных высотных испытаний. ЦИАМ: натурные испытания на высотном стенде. Цифровой двойник позволяет «проиграть» режимы на стенде заранее — сократить количество натурных испытаний. Сравнение виртуальных и реальных данных повышает достоверность модели.
Гейт 6
(2018-2021)
Сертификация и серийное производство
CML-Bench (цифровая сертификация) + КОМПАС-3D (документация) SPDM (виртуальные сертификационные испытания) + CAD (серийные чертежи) CML-Bench: массовые виртуальные испытания — обрыв лопатки, bird strike, град, лёд, вулканический пепел. КОМПАС-3D: подготовка серийной конструкторской документации, доработка узлов. Сертификат типа выдаётся на основе комплекса: натурные + виртуальные испытания. Цифровой двойник подтверждает, что двигатель выдержит режимы, проверенные на стенде. Чертежи — в отечественной CAD.
После гейтов
(2022 — н.в.)
Серийное производство, доводка
КОМПАС-3D (АСКОН) — основная CAD-платформа ОДК CAD — замена импортного ПО (Siemens NX/Teamcenter) Повседневное проектирование всех новых узлов и доработок. Модуль «КОМПАС-Композиты» — проектирование композитных панелей реверсивного устройства ПД-14. К 2026 г. — 100% новых моделей в КОМПАС-3D. Серийная стадия живёт в CAD: каждый чертёж изменения, каждая доработка, каждая новая деталь — в отечественной системе. Нет риска отзыва лицензии. Прямая стыковка с производством.
После гейтов
(2022 — н.в.)
Цифровые двойники серийных двигателей
CML-Bench (СПбПУ / CompMechLab) SPDM — платформа цифровых двойников Цифровые двойники АИ-222-25, ТВ7-117СТ-01, морских ГТД ОДК-Сатурн. Более 40 мультидисциплинарных проектов в ОДК. Управление требованиями, расчётные цепочки, HPC. Цифровой двойник «живёт» вместе с двигателем: позволяет анализировать поведение в эксплуатации, прогнозировать ресурс, планировать доработки. Платформа — отечественная, в реестре Минцифры.
Новые проекты
(ПД-8, ПД-35)
Следующее поколение
КОМПАС-3D + CML-Bench (полностью отечественный контур) CAD + SPDM — сквозной цифровой контур ПД-8В (вертолётный) проектируется с нуля в КОМПАС-3D. ПД-35 — агрегаты уже проектируются в КОМПАС-3D. CML-Bench — для управления расчётами и цифровыми двойниками новых двигателей. Гейты новых двигателей будут проходить уже на отечественном цифровом контуре: от эскиза до цифрового двойника. Ни одна веха не зависит от иностранного ПО.

Как это работает вместе:

Три слоя работают как единая система: 

  1. КОМПАС-3D (CAD) — создаёт геометрию: 3D-модели, сборки, чертежи. Это «цифровой чертёжный стол» конструктора.
  2. CML-Bench (SPDM) — управляет расчётами и цифровыми двойниками: принимает геометрию из CAD, запускает газодинамические, прочностные и тепловые расчёты, хранит результаты, сравнивает варианты. Это «цифровой испытательный стенд».
  3. Гейты 1-6 — контрольные рубежи: на каждом гейте проверяют, что модели из CAD и результаты расчётов из CML-Bench соответствуют требованиям техзадания. Это «цифровой паспорт готовности».

Все три слоя — на отечественном ПО. Путь от эскиза до сертификата типа не зависит от иностранных поставщиков.

Источники: uecrus.com, perm-motors.ru, cml-bench.ru, cml-software.ru, rostec.ru, ascon.ru, aviationunion.ru, platforms.su, aviaport.ru, ciam.ru

Как цифровые платформы ускорили создание ПД-8

ПД-8 — первый двигатель семейства ПД, созданный после ПД-14. Его газогенератор унаследован от ПД-14, но масштабирован под тягу 8 тонн. Сертификат типа получен 5 июня 2026 года — в беспрецедентно короткие сроки. Ключевой фактор ускорения — отечественный цифровой контур: КОМПАС-3D (геометрия и документация) и CML-Bench (цифровые двойники и виртуальная сертификация).

Связь цифровых инструментов с этапами создания ПД-8

Этап создания ПД-8

Инструмент / платформа Что сделано

Результат для сроков

Концепция и эскизный проект
(наследование задела ПД-14)
КОМПАС-3D + CML-Bench Базовый газогенератор ПД-14 взят как отправная точка; в КОМПАС-3D — компоновка нового двигателя под габариты SaM146; в CML-Bench — развёртывание матрицы требований с учётом задела ПД-14. Сокращение этапа: наследование геометрии и расчётных моделей из проекта ПД-14 исключает проектирование с нуля.
Отработка критических технологий
(25 технологий, 17 — впервые)
CML-Bench + CAE (FlowVision, Fidesys, ЛОГОС) Виртуальная отработка: согласование воздушных потоков газогенератора ПД-14 с новым вентилятором, перенастройка FADEC (200+ итераций), расчёт зазоров, охлаждения турбины. Ошибки выявляются в цифре, а не на натурном стенде: экономия 2+ года доводки.
Проектирование деталей и выпуск документации КОМПАС-3D (модули: Композиты, ЛОЦМАН:PLM) Чертежи всех узлов, проектирование композитных элементов мотогондолы (впервые серийно применён модуль «КОМПАС-Композиты»), подготовка данных для производства. Единая среда проектирования — без конвертации между CAD-системами, без потерь точности.
Цифровая сертификация
(виртуальные испытания)
CML-Bench + pSeven Enterprise Цифровой двойник ПД-8: виртуальные испытания на bird strike, обрыв лопатки, дождь, град, обледенение, пожарную безопасность, охлаждение. Результаты включены в доказательную документацию. Натурных испытаний — 78 вариантов сборки (вдвое больше мировой практики), но без цифрового двойника потребовалось бы значительно больше.
Сертификация и серийное производство CML-Bench (валидация) + КОМПАС-3D (серийная документация) Сертификат типа получен 5 июня 2026 года. Серийное производство начато в июне 2026. Цифровой двойник сохранён для будущих модификаций. Сокращение сроков сертификации: «Мы управились за вдвое меньшее время» (первый вице-премьер на ПМЭФ-2026).
Будущие проекты (ПД-8В, ПД-35) КОМПАС-3D + CML-Bench (единый контур) ПД-8В для Ми-26 проектируется с нуля в КОМПАС-3D (450+ рабочих мест в ОДК-Кузнецов). Накопленный цифровой задел переносится на новые проекты. Каждый следующий двигатель семейства — быстрее предыдущего за счёт наследования моделей, расчётов и валидационного базиса.

Заметка: «ПД‑8 — прямой наследник ПД‑14: он создан на базе того же газогенератора, но под тягу 8 тонн. Такой преемственности не добиться без единого цифрового контура:

  • В КОМПАС‑3D конструкторы масштабировали узлы и сразу готовили чертежи и компоновки — без конвертаций и потерь точности.
  • А в CML‑Bench запускали расчётные цепочки: проверяли десятки вариантов газодинамики, прочности и тепловых режимов, прогоняли виртуальные испытания (bird strike, обрыв лопатки, град) ещё до стендов.

Именно эта связка инструментов позволила сократить цикл разработки: вместо «проектировать с нуля» — «доработать и подтвердить». Результат — сертификат типа ПД‑8 получен в сжатые сроки, а задел по моделям и валидированным методикам теперь используют для следующих проектов семейства. Так цифровая среда превращает опыт одного двигателя в ускорение для следующего»...

По теме:

Добавить комментарий

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.