«Фрегат Экоджет»-цифровая платформа для авиации

Содержание:

• Концепция проекта «Фрегат Экоджет».
• Цифровая платформа для авиации.
• Статус программы «Фрегат Экоджет».
• «Фрегат Экоджет» выбирает четыре двигателя ПД-14.
• Крайние и ранние новости проекта “Фрегат Экоджет”

Концепция проекта «Фрегат Экоджет»

Программа “Фрегат Экоджет” стоит особняком в российском гражданском авиастроении. Объединённая авиастроительная корпорация не имеет к этому проекту никакого отношения, и он не фигурирует ни в одной государственной программе пассажирского самолётостроения. Это полностью негосударственный проект частной компании с финансированием из внебюджетных источников. Компания “Фрегат Экоджет” была учреждена 1 июля 2014 года Финансово-промышленной группой «Росавиаконсорциум». Самолёт FreeJet разрабатывается на деньги частных инвесторов и будет создан в рамках цифровой распределенной экономики, а не за счёт госбюджета…

Цифровая платформа для авиации

Программа «Фрегат Экоджет» станет открытой цифровой платформой в области проектирования летательных аппаратов и авиационных систем, открывая всем заинтересованным компаниям возможность оценить ее преимущества, а также представлять на ней собственные технологии, сервисы, продукты и решения…

Идея создания программы, которая бы позволила адаптировать под текущие потребности рынка научно-технический опыт в области исследований и проектирования широкофюзеляжных самолетов, накопленный российским авиапромышленным комплексом, возникла в процессе совместной работы Объединенной авиастроительной корпорации (ОАК) и ФПГ «Росавиаконсорциум». С целью решения поставленной задачи была инициирована программа создания ближнесреднемагистрального широкофюзеляжного самолета для обеспечения характеристик самолета следующего поколения — «Фрегат Экоджет»…

В течение последующих лет, при активном сотрудничестве с десятками других национальных и международных авиационных центров, был успешно пройден путь от определения общей концепции будущего самолета, экспериментальных и расчетных параметрических исследований в части аэродинамики, прочности т. п. До формирования технического предложения…

Следует отметить сотрудничество с Федеральным государственным унитарным предприятием «Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н. Е. Жуковского» в рамках программы «Фрегат Экоджет». На его базе проводится комплекс прочностных и аэродинамических испытаний, работ по формированию научно-технического задела и развитию будущего перспективного самолета. ЦАГИ с успехом удается сочетать высокий уровень фундаментальных базовых знаний, традиционных вычислений и исследовательских методик с новейшими направлениями развития передовых технологий, таких как облачные вычисления, искусственный интеллект и т. п…

Помимо конструкторской проработки самолета, особое внимание было уделено исследованиям потребностей рынка, технико-экономическим расчетам, определению требований к будущему продукту. Был разработан проект узловой агрегатной сборки самолета и определен шорт-лист площадок для размещения финальной сборочной линии с учетом логистики. Подготовлен сертификационный базис по национальным и европейским стандартам.

В 2014 году по инициативе ФПГ «Росавиаконсорциум» учреждена компания с целью создания единого центра управления программой «Фрегат Экоджет»…

Стратегическим направлением работы стала модернизация существующих процессов проектирования с использованием новых технологических возможностей для организации единой информационной среды. Выполнение работ этапа эскизного проектирования самолета было организовано в концепции цифрового конструкторского бюро. В основу управления программой «Фрегат Экоджет» легли принципы открытой архитектуры и использования распределенных ресурсов, что позволило решать ресурсоемкие расчетные задачи, выполнять необходимые исследования и конструкторские работы в режиме распределенного проектирования.
На базе цифрового КБ была определена конструктивно-силовая схема фюзеляжа, компоновка и центровка; составлена весовая сводка конструкций планера; разработаны конечно элементные модели высокой степени подробности; создан цифровой макет самолета…

В 2017 году был реализован комплекс работ по внесению изменений в конструкцию планера «Фрегат Экоджет». Новая концепция семейства широкофюзеляжных среднемагистральных самолетов получила название «Фриджет».
Особенностью нового решения стало применение распределенной маршевой силовой установки из четырех двигателей, что создало условия для реализации целого ряда других конструкторских решений, включая принципы более электрического самолета, выводящих продукт на траекторию развития самолета завтрашнего дня…

Программа вплотную подошла к очередному этапу — определению технического облика самолета «Фриджет». Уточняется концепция энергетики самолета, разрабатываются первичные спецификации для самолетных систем. Формируется перечень компаний в авиационной отрасли, которые могли бы выступить в качестве возможных поставщиков современных и перспективных авиационных технологий, систем и оборудования.

В компании накоплен опыт совместного использования ресурсов десятков специалистов, обладающих уникальными компетенциями. Их деятельность организовывается на уровне проектных команд, а все процессы, необходимые для координации и выполнения работ, обеспечиваются в единой информационной среде. Данные, полученные в результате выполнения работ, оцифровываются, агрегируются, анализируются и передаются далее любому участнику (пользователю, системе, устройству) в режиме реального времени. В результате удается существенно снизить транзакционные издержки и сократить сроки выполнения работ, обеспечивая при этом их высокое качество. Разработка аванпроекта нового самолета «Фриджет» в линейке продуктов программы «Фрегат Экоджет», включая исследования и вычисления, направленные на доказательство реализуемости нового решения в заданных параметрах, была выполнена всего за три месяца.

Отдавая много энергии на разработку конструкции будущего лайнера, участники не забывают о его внешнем облике. Было много споров и нетрадиционных решений по созданию ливреи пассажирского самолёта, в результате которых пришли к выводу отдать профессионалам эту работу. Выбрали студию Артемия Лебедева, сотрудники которой близко походили по духу к создателям проекта Фриджет, ставившие во главу угла не ранее приобретённые способности и компетенции, а делавшие ставку на своё совершенствование и развитие. Взяв упрощённую цифровую 3D-модель, провели брифинг, на котором определили ключевые понятия по созданию концепции ливреи – «безопасность», «экономичность» и «экологичность». Сотрудниками студии была предложена концепция крыло бабочки, лучше всех подходившая под принципы программы «Фрегат Экоджет», ассоциирующейся с «лёгкостью» и «Экологичность». Вариант взяли за основу и детально проработали…

Статус программы «Фрегат Экоджет»

«Фрегат Экоджет» завершает работы по аванпроекту широкофюзеляжного среднемагистрального самолёта FreeJet, предназначенного для эксплуатации в сегменте рынка МОМ (Middle of the Market), сообщается на сайте frigate-ecojet.ru. Взлётный вес самолёта составляет 140 тонн. Он имеет дальность полёта 3500 км и позволяет перевозить 300 пассажиров. Экономичность самолёта определяется концепцией использования преимуществ широкофюзеляжных самолётов при затратах узкофюзеляжных…

Р1. Бизнес-идея сформирована

Выявление предпосылок для создания нового продукта: Первичный анализ характеристик нового продукта и требований рынка. Сформирована рабочая группа для начала проекта. Инициировано начало проекта и организационная деятельность по нему. Дана предварительная оценка затрат на проведение предварительных исследований. Разработан и согласован план проведения необходимых исследований. Выделены ресурсы для выполнения научно-исследовательских работ. Формирование бизнес-идеи.

НТЗ

Для проведения расчетов и исследований к работе были привлечены крупнейшие национальные и международные научно-исследовательские центры, такие как ФГУП «ЦАГИ», ETW (Кельн), Deharde. Завершён комплекс испытаний аэродинамической модели №1 среднемагистрального широкофюзеляжного самолета «Фрегат Экоджет» в АДТ-102 и АДТ-106 ФГУП «ЦАГИ» и получено положительное заключение ФГУП «ЦАГИ» по результатам испытаний аэродинамических характеристик предварительной модели №1 самолета «Фрегат Экоджет». Успешно завершён комплекс испытаний аэродинамической модели №2 самолета «Фрегат Экоджет» в Европейской Трансзвуковой Аэродинамической Трубе ETW (Кельн, Германия), нацеленных на получение аэродинамических характеристик в натурных условиях. Исследования основных аэродинамических характеристик проводились с целью формирования базовой конфигурации самолета. Впервые в истории отечественного авиастроения для пассажирского самолета уровень характеристик при натурных условиях определялся не путем малодостоверного пересчета результатов в обычных аэродинамических трубах, а прямым экспериментальным исследованием. Особое внимание уделено отработке особенностей самолета, связанных с эллиптической формой сечения фюзеляжа.

Проведена независимая оценка результатов и материалов испытаний аэродинамической модели самолета «Фрегат Экоджет» в криогенной аэродинамической трубе ETW для определения эффективности органов управления (рулей высоты и направления).

Совместно с специалистами отдела прочности ФГУП «ЦАГИ» ведутся работы по совершенствованию конструктивно-силовой схемы самолёта «Фрегат Экоджет». Заданные лимитные веса конструкции планера подтверждены расчетом на прочность методом конечных элементов… Подробнее:

Проектирование

Проектирование среднемагистрального широкофюзеляжного самолета «Фрегат Экоджет» строится на основе оригинальной схемы кооперации конструкторских коллективов, при которой взаимодействие головного разработчика и соисполнителей организовано по принципу виртуального конструкторского бюро. В результате выпуск конструкторской документации организован сетью обладающих необходимыми ключевыми компетенциями конструкторских бюро, распределённых по всему миру...

Уточняется перечень ведущих компаний в авиационной отрасли по участию в программе «Фрегат Экоджет» в качестве возможного интегратора современных и перспективных авиационных технологий, систем и оборудования. Завершены работы по конструкторской проработке:

• фюзеляжа (отсек Ф3; отсек Ф4, включая конструкцию проема задней грузовой двери; отсек Ф5, включая конструкцию гермошпангоутом; отсека Ф6, включая конструкцию отсека ВСУ),
• крыла (кессон ЦЧК, включая конструкцию зоны стыка крыла с фюзеляжем; кессон ОЧК; закессоная часть ОЧК, включая конструкцию навески основных опор шасси),
• оперение (кессон вертикального оперения; кессон горизонтального оперения) самолёта «Фрегат Экоджет».

Разработано техническое задание на выполнение эскизного проекта самолета «Фрегат Экоджет». Получено положительное заключение ФГУП «ЦАГИ» по аэродинамике, прочности, устойчивости и управляемости и летно-техническим характеристикам по материалам аванпроекта по самолету «Фрегат Экоджет». 

Разработан и утвержден аванпроект, получены расчетные значения основных характеристик, базовые технические и технологические решения по основным агрегатам планера самолета… Подробнее:

Производство

Планировка производственного комплекса, все работы по строительству и технологической подготовке производства будут осуществляться «с нуля» (green field) в соответствии с разработанным и утверждённым каталогом инфраструктурных требований к площадке для размещения финальной сборочной линии самолёта «Фрегат Экоджет». Совокупная площадь участка под строительство линии финальной сборки составляет около 250 000 м2. Проведена первоначальная оценка стоимости производства самолёта «Фрегат Экоджет» совместно с международной консалтинговой компанией ICF SH&E Limited (Англия).

Подготовлен лонг-лист поставщиков первого уровня из числа ведущих производителей авиационных компонентов. Сформирована концепция производства самолета «Фрегат Экоджет», которая включает три стадии (Создание компонентов отдельных систем, создание агрегатов планера и основных систем интеграторами, финальная сборка самолета из агрегатов высокой степени готовности, кастомизация и поставка). Сформирован каталог инфраструктурных требований к площадке для размещения финальной сборочной линии самолета «Фрегат Экоджет». Определены три наиболее подходящих площадки для размещения финальной сборочной линии самолета «Фрегат Экоджет»…

Сертификация

Разработан Сертификационный базис самолета «Фрегат Экоджет» v.1 (АР МАК). Принято решение о первичной сертификации самолёта «Фрегат Экоджет» в Европейском агентстве авиационной безопасности (EASA).

Разработан план проведения сертификации с привлечением квалифицированных консультантов, имеющих практический опыт сертификации по стандартам EASA… Подробнее:

«Фрегат Экоджет» выбирает четыре двигателя ПД-14

Основной проблемой разработчиков подобных типов самолётов, является проблема отсутствия современных двигателей в классе тяг от 20 до 23 ТС. В качестве решения этой проблемы конструкторы «Фрегат Экоджет» выбрали вариант конструкции с маршевой силовой установкой, состоящей из 4-х двигателей...

По словам руководителя программы «Фрегат Экоджет» Александра Климова, для самолёта нужны двигатели с тягой 18–23 т, но сейчас есть только устаревшие Д-18Т, RR Trent 500 и RB211 (оба — производства британской Rolls-Royce), PW2000 (американской Pratt&Whitney). “Мы ждали и ждём ПД-18Р и ПС-90А20, но их пока нет, – говорит он. – Сегодня Boeing для своего проекта 797 — самолёта, который должен заменить одновременно 757 и 767, — ведёт переговоры с ведущими мировыми двигателестроителями, однако разработка потребует трёх-пяти лет. Поэтому мы решили пойти другим путём, и Boeing фактически даёт нам фору на эти годы, ведь 797 нацелен на тот же сегмент, что и наш проект. Но мы будем делать четырёхмоторный самолёт”…

“По сравнению с «Фрегат Экоджет» с 2-я двигателями, мы немного проиграли в аэродинамике и в весе конструкции, но обрели множество преимуществ, – продолжает Александр Климов. —

• Во-первых, мы можем использовать доступные на рынке современные двигатели, такие как ПД-14 и некоторые зарубежные аналоги,
• во-вторых, избыток тяги, образовавшийся из-за использования четырёх двигателей, позволит реализовать концепцию так называемого более электрического самолёта,
• в-третьих, появляются возможности применения опережающих конструкторских решений, направленных на снижение вредных выбросов, уровня шума, то есть Фриджет (FreeJet) находится на траектории развития самолёта завтрашнего дня”.

В июле 2017 года «Фрегат Экоджет» и ОДК «Авиадвигатели» (г. Пермь) приступили к проработке проекта установки двигателей ПД-14 на FreeJet.

До конца года планируется определить специфические требования и выпустить технические задания для самолётных систем FreeJet.

В заключение

Платформенная модель обеспечивает все необходимые условия для накопления неограниченного количества технологических решений. Любой проект, открытый на платформе, характеризуется набором технических и экономических требований, в соответствии с которыми осуществляется отбор предложений, подходящих для внедрения. Отношения между участниками выстраиваются на уровне алгоритмов, обеспечивающих прозрачность и контролируемость процессов взаимодействия. Открытая платформа также является совершенным полигоном для испытания, совершенствования и развития, представленных на ней технологий. Поставщики оказываются в условиях совершенной конкуренции, что создает им дополнительные возможности для организации совместной работы и кооперации с другими участниками. Это база для сотрудничества разработчиков, производителей систем, оборудования, структурных элементов, поставщиков эксплуатационных и сервисных решений на любом этапе жизненного цикла продукта.

По теме:

Малоизвестные проекты авиационных комплексов.

Крайние и ранние новости проекта “Фрегат Экоджет”.

Заслуги ЦАГИ в создании и развитии отечественной Авиации. Часть 2.

Перспективные авиационные комплексы в развитии Отечественного самолётостроения ХХI века.